考试不提供,需记忆。
用途
Electrical power 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 |
|---|---|---|
| P | 电功率 | W |
| V | 电位差 | V |
| I | 电流 | A |
| R | 电阻 | Ω |
公式变形
I = P / VR = V² / PR = P / I²
解题示例
常见陷阱
理解电功率
电功率 P 是电能传递的速率,单位为瓦特(W)。它联系三个量:V,元件两端的电位差,单位伏特(V);I,流经的电流,单位安培(A);以及 R,其电阻,单位欧姆(Ω)。
P = VI、P = I²R 与 V²/R 三种形式彼此一致,因为欧姆定律(V = IR)允许把一个量替换为另一个量。已知电压和电流时用 P = VI;已知电流和电阻时用 I²R;已知电压和电阻时用 V²/R。
移项时,用除法分离未知量:I = P / V 求电流,R = V² / P 由电压求电阻,R = P / I² 由电流求电阻。
分步解题示例
一电阻 R = 20 Ω 的加热元件通过电流 I = 3 A。求所耗散的功率。
由于已知电流和电阻,选用 I²R 形式:
P = I²R = (3 A)² × 20 Ω = 9 × 20 = 180 W。
注意电流须先平方,再乘以电阻。若误用 I × R 得到 60,那是元件两端的电压(V = IR = 3 × 20 = 60 V),而非功率。
作为验算,P = VI = 60 V × 3 A = 180 W 给出相同结果,取 2 位有效数字。耗散功率为 180 W。
常见错误与考法
主要陷阱是选用与已知量不匹配的形式,然后忘记平方。I²R 中把电流平方;V²/R 中把电压平方。
第二个错误是把功率(W)与能量(J)混淆,因为能量 = 功率 × 时间。第三是单位不一致,例如功率仍用千瓦而电流用安培。
在命令词 计算 下,须在最终答案前写出带单位的代入。在 定义 下,说明功率是单位时间内传递的能量。
在 解释 下,可能要求说明为何较粗的导线在相同电流下耗散较少热量,这一点由 I²R 形式即可看出。
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)