A-level 物理 (進階物理)/功率

功率是衡量一個元件或電路在一秒鐘內耗散多少勢能（即轉換為熱量、光能和其他能量形式）的指標。這是由於電荷勢能下降，因此電壓下降。功率的單位是瓦特（通常縮寫為 W），1 W 等於 1 Js⁻¹。它可以透過找到流過元件/電路的電流和元件/電路兩端的電壓的乘積來計算。這給了我們以下公式

$P={\frac {E}{t}}=IV$

其中 P 是耗散功率（以 W 為單位），E 是勢能下降（以焦耳 J 為單位），t 是所需時間（以 s 為單位），I 是電流（以 A 為單位），V 是電壓差或電動勢（以 V 為單位），具體取決於所測量的元件。

由於功率是每秒能量轉換的量，因此每秒釋放的能量將等於釋放能量的元件的功率。

您應該能夠從其他公式（V=IR，Q=It）中代入 I 和 V 的值，以將功率與電阻、電導、電荷和時間聯絡起來，從而得到類似以下的公式

$P=I^{2}R$

$P={\frac {V^{2}}{R}}$

$P={\frac {QV}{t}}$

問題

1. 一個 9 W 的燈泡兩端的電壓為 240 V。流過燈泡的電流是多少？

2. 一個 10 W 的元件在 1 小時內耗散多少能量？

3. 一個高品質的電熱水壺兩端的電壓為 240 V，電流為 12.5 A，該電熱水壺可以容納 1 升水。將 1 公斤水溫提高 1 攝氏度需要 4.2 kJ 的能量。假設效率為 100%，且溫度必須提高 80 攝氏度（從 20 攝氏度到 100 攝氏度），煮沸 1 升水需要多長時間？

4. 如果 2A 的電流流過一個 100Ω 的電阻，它在 10 秒內耗散多少能量？

5. 電子的電荷為 -1.6 x 10⁻¹⁹ C。一摩爾（6 x 10²³ 個粒子）電子流過一個 40 W 的燈泡，該燈泡在 240 V 的電路中，需要多長時間？