[正确理解电流做功]电流做功

时间：2019-02-02 03:26:51　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　在力学中，物体做功必须具备两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上移动一段距离. 　　电功与机械功具有相似的意义，但电功比较抽象，没有机械功那么直观.我们可从能量转化的角度去理解电功的意义，电流通过用电器或一段电路时，要消耗电能，将电能转化为其他形式的能，我们就说电流通过用电器或在该电路上做了功.而在电学中，电流通过用电器使其发热、发光、发声等现象都是电流做功的表现.电流所做的功叫做电功.虽然电流看不见，摸不着，但电流通过导体时，有许多效应，每种效应都有对应的能量转化发生，即电流做功时，要消耗电能，将电能转化为其他形式的能.电流做功的实质是电能与其他形式的能的转化.正确理解电流做功，应从以下几方面来认识.
　　
　　一、从概念上讲
　　
　　电功指电流通过导体或用电器时所做的功，用“W”表示.
　　
　　水流可以推动水轮机转动做功，电流通过电动机可以使电动机转动起来而做功.在图１实验中，当开关闭合后，电流通过小电动机，电动机转动，钩码被提升.在这个过程中，通电的电动机对钩码做了功，钩码增加的动能和势能是由电能转化来的. 从这个实验中可以看出电流能够做功.
　　
　　二、从物理意义上讲
　　
　　电功既是表示电流通过导体或用电器时做功多少的物理量，也是表示电流通过导体或用电器时消耗电能多少的物理量.可以用电能表（或称电度表）进行直接测量电功.常见的电能表如图２甲，另外还有电子式的电能表.
　　如本月消耗电能数如图２乙所示：561.6 kW・h � 478.2 kW・h = 83.4 kW・h，即月末的示数减去月初的示数.
　　
　　三、从实质上讲
　　
　　电流做功的过程就是电能转化成其他形式能的过程，并且电流做了多少功，就要消耗多少电能，就有多少电能转化成其他形式的能.例如：
　　
　　电流通过小电动机做功过程中是电能转化为机械能；
　　电流通过电炉时发热是电能转化为内能；
　　电流通过电灯发热发亮是电能转化为内能和光能；
　　电流通过电扇，扇叶转动是电能转化为机械能和内能；
　　电流通过电车的电动机做功过程是电能转化为机械能；
　　电流给蓄电池充电，电能转化为化学能.
　　
　　四、从数值上讲
　　
　　电流在一段电路上所做的功W跟这段电路两端的电压U、通过电路中的电流I以及通电时间t成正比，即W=UIt；为什么是这样，请看下边的探究过程：
　　1．利用两灯串联时电流和通电时间相同、电压不同而灯的亮度不同来探究“电功与电压”的关系；电灯越亮，说明消耗的电能越多.因为有更多的电能转化为内能和光能.而根据实际实验我们会发现，越亮的电灯两端的电压是越高的.从而得到结论：电流和通电时间相同时，电功与电压成正比.
　　
　　2．再利用两灯并联时电压和通电时间相同，电流不同而灯的亮度不同来探究“电功与电流”的关系：电灯越亮，说明消耗的电能越多.因为有更多的电能转化为内能和光能.而根据实际实验我们会发现：越亮的电灯通过的电流是越大的.从而得到结论：电压和通电时间相同时，电功与电流成正比.
　　
　　3．当电压和电流都相同时，通电时间越长，消耗的电能越多，故而和时间成正比.所以电流做功的计算公式就是 W=UIt.
　　
　　五、从电功单位上讲
　　
　　电功的基本单位是焦耳，符号J.电功中焦耳这个单位很小，用起来不方便，实际应用中常用“度”做电功的单位，就是平常说的用了几度电的“度”.“度”在物理学中叫做“千瓦时”，符号是“kW・h”.1度＝3.6×106J，1kW・h=3.6×106J.
　　在生活中，通过手电筒的电流，每秒钟做的功大约是1焦耳；家用空调器工作时电流每秒钟做功几千焦耳；通过普通电灯泡的电流，每秒钟做的功一般是几十焦耳；通过洗衣机中电动机的电流每秒钟做功是300焦耳左右.
　　在工农业生产中，1度电有多大的作用呢？图６中表示了1度电的作用.
　　
　　另外，25W的灯泡能连续点亮40h；家用冰箱能运行一天；普通电风扇能连续运行15h；1匹空调能开1.5h；能将8kg的水烧开；电视机能开10h；电热淋浴器可供一人洗一次澡.
　　现代的生活离不开电能，电能的利用在工农业生产中非常重要.我们在用电的同时，要注意节约能源，“节电意识”应该从点滴做起，珍惜每一度电，节约每一度电.

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