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Electrical energy 公式,SPM 物理

公式:E = VIt。考试不提供,需记忆。

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Electrical energy
E = VIt

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

一装置以 V = 12 V、I = 2.0 A 运行 t = 60 s。 E = VIt = 12 × 2.0 × 60 = 1440 J。

常见陷阱

时间必须用秒;能量以焦耳计(1 J = 1 W s)。若求千瓦时,用 E = Pt,P 以 kW、t 以小时计。

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)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
电能与电功率有何区别?

功率是能量转移的速率,P = VI,以瓦特计。能量是转移的总量,E = VIt = Pt,以焦耳计。

能量等于功率乘以时间。

为什么 E = VIt 中时间必须用秒?

因为焦耳的定义使得 1 J = 1 W s。若把时间留作分钟或小时,答案就不是焦耳。

先把时间换算为秒,或改用千瓦时(时间以小时计)。

如何把焦耳换算为千瓦时?

一千瓦时是 1 kW 装置在 1 小时内所用的能量,即 1000 W × 3600 s = 3.6 × 10⁶ J。所以把以焦耳为单位的能量除以 3.6 × 10⁶ 即得千瓦时。

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