大家好,(我是董师魁),接下来就由我为大家带来电功率的讲解。
顾名思义,电功率,肯定是与做功有关系。那我们就可以将其定义为电流的做功。在做功的过程中,电流会将电能通过在导体内的运输转化为内能,而因为有电阻的存在,热量就在这期间因为电子与导体的摩擦而产生了。事实上在生活中有很多用电器都使用到了发热原理,比如电池灶、电热毯、焖锅等。他们都利用了电流热效应。那么有哪些物理量会影响发热呢?其实无非就是电压、电阻、电流、时间。众所周知,我们可以通过两组物理量根据欧姆定律来得出第三组,由此我们可以先舍弃一组除时间以外的物理量进行探究。这里我们采用舍去电压的方式。
那么该如何探究?怎么样才能展现电流热效应?显然,我们需要利用转换法表示热量产生的方法,或者说物体。而实验仪器就如下图:
大家可以观察一下没错,发热会使得物体周围空气膨胀,体积增大,如此一来也会推动导管内的液面上升。所以,那边的液面上升高,就说明哪边电阻所发出的热量更大。原理就是如此
接下来就是应用控制变量法。探究电流的时,在确保两边的电阻值一样的基础上将一边电阻再并联一个额外电阻,就会使得通过原本电阻的电流变小,同时可以保证实验电阻的电流相同。探究电阻时,确保两边串联组织不同的电阻即可。
最终实验结果表明,在相同的时间下,电流更大的一边液面上升更,自然所产生的热量更高。那么在探究电阻对发热影响时,是否是阻值大的一边发热更剧烈?但是大家猜怎么着,居然是电阻更大的一边液面上升更高!那么这是为什么呢?在我看来很可能是因为电阻越小就会使得电流越大,电流对发热效率的影响可能要比电阻对发热效率的影响更大。所以在计算过程中,我们就会通过将电流数值平方来确定这一点。
事实上的确如此。一百多年前,一位英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳通过不断地研究确定了焦耳定律,也就是热量Q=电阻✖️电流平方✖️时间。这一公式让我们所铭记,并且一直沿用至今。与此同时,我们可以根据八下学过的功率章节,可以推导出电功率怎么表示。既然发热量是Q,那么功率P就等于Q/t(时间),所以我们便可以得到P等于UI。而且根据焦耳定律,我们可以推导出更多关于功率的表示方式,比如Q=UIt,Q=U方/R✖️T等。
所以,根据焦耳定律,人便可以在各处领域掌握电的利用,造成更少失误的同时,不断走在前沿科学领域。
纵观整个电学的探究,从摩擦到电路,从欧姆定律到电功率应用,一整个的建构历程让我们不仅可以得出一个普遍的探究思路,能帮助我们理解物理世界,同时从其中我们也可以发现这就是我们的生活和轮回。从猜想到结论,到应用到结合人之为人的特点,就恰似于我们的生活的步步超越。通过无数的方式求得我们的志向或者欲达,正像无数个探究过程和求解。包括众多物理学家的探究与人生都是如此。这学期物理给我较大的遗憾肯能就是如何解释磁的本质以及电生磁,磁生电。但当我知道原来现在科学界对此也没有一个盖棺定论,只有大概。但一粒电子的存在不是偶然,一次摩擦产生的热不是空穴来风。或许物理所探究并解释的是物理世界的现象,并非本质,但科学家,包括我们对事情做出的努力与超越都是有价值的。期待你,成为下一批光,下一批突破人类极限的佼佼者。
谢谢大家,我的演讲完毕。
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