考试不提供,需记忆。
用途
Electrical energy 用于电学(SPM 物理中五)。每一行运算都要带 SI 单位。 电学
符号与 SI 单位
| 符号 | 含义 | SI 单位 |
|---|---|---|
| E | 电能 | J |
| V | 电位差 | V |
| I | 电流 | A |
| t | 时间 | s |
公式变形
V = E / (It)I = E / (Vt)t = E / (VI)
解题示例
常见陷阱
理解电能
公式 E = VIt 给出某元件所转移的电能。其中 E 是能量,单位焦耳(J);V 是电位差,单位伏特(V);I 是电流,单位安培(A);t 是时间,单位秒(s)。
这个关系建立在功率之上:由于功率 P = VI,能量就是功率乘以它工作的时间。电压更高、电流更大或运行时间更长,都会增大所转移的能量。
- 求电位差:V = E / (It)
- 求电流:I = E / (Vt)
- 求时间:t = E / (VI)
时间保持以秒为单位,能量才会以焦耳得出(1 J = 1 W s)。
分步解题示例
一电器在 V = 240 V 下取用电流 I = 0.5 A,工作 t = 120 s。计算所转移的电能。
直接代入公式:
- E = VIt
- E = 240 V × 0.5 A × 120 s
- E = 14400 J = 1.44 × 10⁴ J
所转移的能量为 1.44 × 10⁴ J(三位有效数字)。由于时间保持以秒为单位,答案正确地以焦耳表示。
若时间以 2 分钟给出,须先换算为 120 s 再代入,否则答案会小六十倍。
常见错误与考法
最常见的失误是把时间留作分钟或小时;求焦耳时,时间必须以秒为单位。
- 把能量(E,以焦耳计)与功率(P,以瓦特计)混淆。功率是每秒的能量。
- 忘记千瓦时是能量单位:求 kWh 时用 E = Pt,P 以 kW、t 以小时计。
- 用错移项,例如写成 t = VIE 而非 t = E / (VI)。
此内容在 计算(求 E、V、I 或 t)与 解释(为何能量同时取决于功率和时间)之下考查。电费题常混用焦耳与千瓦时,须留意题目要求的单位。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)