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Electrical power 公式,SPM 物理

公式:P = VI = I²R = V²/R。考试不提供,需记忆。

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Electrical power
P = VI = I²R = V²/R

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 / V
  • R = V² / P
  • R = P / I²

解题示例

一电器在 V = 240 V 下取用 I = 5.0 A。 P = VI = 240 × 5.0 = 1200 W = 1.2 kW。

常见陷阱

选用与已知量匹配的形式。I²R 中把电流平方;V²/R 中把电压平方。

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。

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)

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。
应该使用功率公式的哪种形式?
与已知量匹配:已知电压和电流用 P = VI,已知电流和电阻用 P = I²R,已知电压和电阻用 P = V²/R。对同一元件三者给出相同功率。
功率和能量有什么区别?
功率是能量传递的速率,单位瓦特(焦耳每秒)。能量是功率乘以时间,E = Pt,单位焦耳。1000 W 的加热器运行 60 s 传递 60000 J。
为什么 P = I²R 中电流要平方?
因为 P = VI 且 V = IR,代入得 P = (IR)I = I²R。电流平方意味着电流加倍时,以热形式耗散的功率变为四倍。

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