1、第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,哪個較光亮？電功率額定功率進度評估 1電 能進度評估 2,3.1電功率與電能,1,2,3,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,哪個較光亮？,把兩個額定值為220 V，60 W及220 V，100 W的燈泡串聯起來。,出乎意料，那個 60 W 的燈泡居然比較光亮！,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,1 電功率,電器把電能轉換成其他形式的能量。,把手放近亮着的燈泡，會感受到燈泡的熱力。電流通過任何導體時，都會令導體發熱。 電流的熱效應,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,1 電功率,在燈泡中，燈絲的內能不是我們想要的能量。不過，對電熱器、熨斗和
2、水煲等電器來說，內能正是我們想要的有用能量。,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,1 電功率,功率能量從一種形式轉換為另一種形式的快慢程度,1 W = 1 J s1,單位瓦特 (W),電池組的功率,例題 1,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 1,電池組的功率,1.5 V 的電池組持續供應 1 A 的電流。電池的功率 = ?,1 A 的電流 每秒有 1 C 的電荷通過電池組。,1.5 V 的電動勢 每庫倫的電荷會得到 1.5 J 的電能。,電池組每秒輸送到電路的能量 = 1 1.5 J 電池組的功率是 1.5 W。,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,1 電功率,同樣地，負荷
3、或電阻器的功率,負荷的功率 = 電勢差 電流 P = VI,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,1 電功率,考慮電阻值為 R 的負荷或電阻器：,P = VI = IR I = I 2R,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,1 電功率,功率可以V、I 和 R 三個量表示出來。,串聯電阻器,例題 2, 一旦知道V、I 和 R 其中兩個的量值，便能計算功率 P 的量值。,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 2,串聯電阻器,兩個電阻器串聯至電池組。,(a) 通過每個電阻器的電流 = ?,= 0.5 A,(b) (i) 3 電阻器的功率 = ?,P = I 2R,= 0.52 3 =
4、0.75 W,(ii) 6 電阻器的功率 = ?,P = I 2R,= 0.52 6 = 1.5 W,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,1 電功率,並聯電阻器,例題 3,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 3,並聯電阻器,兩個電阻器並聯至電池組,(a) 橫跨每個電阻器的電壓 = ?,(b) 每個電阻器的功率 = ?,橫跨每個電阻器的電壓 = 電池組的電壓,= 6 V,3 電阻器的功率,6 電阻器的功率,= 12 W,= 6 W,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,2 額定功率, 額定值電風筒以 220 V 操作時，每秒鐘會把 1200 J 的電能轉換為熱和動能。,電器上寫着
5、兩個數值額定電壓 和 額定功率,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,2 額定功率,一般家用電器以 220 V 操作時的額定功率,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,2 額定功率,燈泡的光亮度,例題 4,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 4,燈泡的光亮度,國明把兩個相同的燈泡 L1 和 L2 串聯，它們的額定值為220 V，100 W。,他認為電流通過電路時會逐漸減弱，所以 L1 會比 L2 光亮。,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 4,燈泡的光亮度,(a) 國明的想法正確嗎？為甚麼？,不正確。在串聯電路中，通過電路的電流處處相同。 兩個燈泡相同， 燈泡獲得相同的
6、能量。 兩個燈泡的亮度相同。,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 4,燈泡的光亮度,(b) 國明以額定值為220 V，60 W的 L3 取代 L2。,(i) 求 L1 和 L3 的功率。,= 807 ,= 484 ,= 0.170 A,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 4,燈泡的光亮度,L1 的功率 = I 2R1,= 0.172 484,= 14.0 W,L3 的功率 = I 2R3,= 0.172 807,= 23.3 W,(b) (ii) 哪個燈泡較光亮？,L3（ 功率較大）,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,= 50 2 = 100 W,進度評估 1 Q1,
7、橫跨燈泡的電勢差 = 50 V電流 = 2 A燈泡的電阻值 = R,(a) 燈泡的功率 = ?,P = VI,橫跨電阻器的電勢差 =,(b) 如果電動勢 = 220 V，電阻器的功率 = ?,220 50 = 170 V,電阻器的功率,= 170 2 = 340 W,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,進度評估 1 Q2,在 220 V 的電壓下，燈泡的功率是 40 W。求燈泡的電阻值。,= 1210 ,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,進度評估 1 Q3,燈泡 A 的功率 = 60 W燈泡 B 的功率 = 100 W在額定電壓下，哪個燈泡較光亮？,燈泡 B,第 4 冊 單元 3.1
8、 電功率與電能,進度評估 1 Q4,燈泡 P 、Q 和 R 的電阻值分別為 1 、3 和 5 。哪個燈泡最光亮？哪個最暗？,最光亮,最暗,P,R,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,3 電 能,電能 = 功率 時間 (E = Pt ),利用計算功率的公式，可求得在時間 t 內，供應電器或電器所消耗的電能 E：,消耗的電能,例題 5,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 5,消耗的電能,電水壺接上了 220 V 的市電。如果發熱元件的電阻值為 20 ，電水壺在 5 分鐘內消耗多少電能？,5 分鐘內所消耗的電能,= 726 kJ,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,3 電 能,a
9、量度電能,發電站提供的電力會先經過千瓦時計，然後再進入我們的住所。量度供應給電器的電能。,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,a 量度電能,千瓦時計量度能量的單位千瓦小時（kW h）,1 千瓦小時相等於功率為 1 千瓦的電器啟動 1 小時所轉移的能量。,1 kW h = 1000 (60 60),= 3.6 106 J = 3.6 MJ,用千瓦時計量度電能,實驗 3a,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,實驗 3a,用千瓦時計量度電能,把電水壺經千瓦時計連接牆上的市電插座。開啟電源來燒水。量度燒水的時間，並記下千瓦時計圓盤轉動的圈數。,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,實驗 3a
10、,用千瓦時計量度電能,3.1 實驗 3a - 用千瓦時計量度電能,查看千瓦時計上的換算說明，然後以焦耳為單位，計算供應給電水壺的能量。計算電水壺的功率。,錄像片段,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,3 電 能,b 電費單,電費單根據每個家庭的千瓦時計（俗稱電錶）讀數來計算電費。根據你電費單上的資料，算一算應付多少電費。,點亮五個燈泡的電費,例題 6,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 6,點亮五個燈泡的電費,設每千瓦小時的電費是 $0.9。求以下情況所需的電費,(a) 5 個額定功率為 100 W 的鎢絲燈並聯連接到市電，亮着 8 小時。,所消耗的電能,= Pt,= 5 0.1
11、 8,= 4 kW h,每單位電費 $0.9, 總電費 = 4 0.9,= $3.6,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,例題 6,點亮五個燈泡的電費,= Pt,= 5 0.02 8,= 0.8 kW h,設每千瓦小時的電費是 $0.9。求以下情況所需的電費,(b) 5 個額定功率為 20 W 的緊湊型螢光燈並聯連接到市電，亮着 8 小時。,所消耗的電能,每單位電費 $0.9, 總電費 = 0.8 0.9,= $0.72,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,A 0.1 JB 100 JC 48.4 kJD 360 kJ,進度評估 2 Q1,電阻值為 484 的燈泡接上 220 V 市電，一小時內會消耗多少能量？,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,進度評估 2 Q2,A 120 JB 120 kW hC 432 kJD 432 kW h,如果把一個 60 W 的燈泡點亮 2 小時，所消耗的電能是多少？,第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,進度評估 2 Q3,如果每單位電能的費用為 $0.9，一部 150 W 的電視機開 2 小時所需的電費是多少？,消耗的電能,= 0.15 2,= 0.3 kW h,總電費 = 電能 每單位電能的費用,= 0.3 0.9,= $0.27,= 功率 (kW) 時間 (h),第 4 冊 單元 3.1 電功率與電能,完,
