電功率解題方法與技巧

馬金紅

眾所周知，電學在物理中考中占有很大一部分分值，有關電功率的計算常常在中考中以多種題型出現(xiàn)。很多學生面對電功率的計算卻往往束手無策，導致中考物理成績較低。本文對有關電功率的常見題型及解題技巧進行了較細致的歸納和總結(jié)，對學生學習電功率有一定的指導意義。

我們知道，電功率的計算公式有四種形式：①定義式：P=W/t。②普適式：P=UI，由歐姆定律導出的。③式P=I2R。④式P=U2/R。由于公式多，學生在解題時就特別茫然，不知道選哪一個。實際上方法很簡單，解決電功率問題的基本方法是一定要讀準題中的已知量，最基本的方法是已知什么用什么。

一、公式基本用法

初中階段對于電動機的電路只能用P=W/t或P=UI，一般情況下，根據(jù)題中的條件多用P=UI。除了電動機的電路，電功率的四個公式可以通用。那么如何恰當選擇公式呢？

（1）定義式：P=W/t。已知P、W、t中的任意兩個物理量，求第三個物理量。這樣就有了另外兩個公式W=Pt和t=W/p。使用這三個公式時應注意公式中單位的對應關系。一般有兩種對應關系：①電功的單位千瓦時，功率的單位千瓦，時間的單位小時，這三個單位是對應的。②電功的單位焦耳、功率的單位瓦特、時間的單位秒，這三個單位是對應的。如果不是以上兩種對應關系，則應注意單位的互化。

例題：近日閩江兩岸燈光夜景改造工程完工，江濱夜景更加美麗，又節(jié)能環(huán)保。其中尤溪洲大橋換上了約3000盞新型LED燈，燈的功率由原來的28W變成了13W。若這些夜景燈每天工作3h，則一個月（按30天計算）節(jié)省的電能（ ）kW·h，節(jié)省下的電能可使額定功率為1000W的電熱水壺正常工作（ ）h。答案：4.05×103，4.05×103。

（2）普適式：P=UI。一般有兩種用法：①已知U、I求P。②已知P額、U額，求I額，I額=P額/U額 。注意題中有正常發(fā)光或正常工作這樣的關鍵字，或者由題中條件能準確判斷出用電器是正常工作的，這種情況一般用這個公式。

例題：一個“12V、6W”的小燈泡，如果接在36V電源上，為使其正常發(fā)光，需串聯(lián)一個（ ）Ω的電阻，該電阻消耗的功率是（ ）W。

答案：①必須串聯(lián)一個48Ω的電阻。②電阻消耗的功率為12W。

（3）P=I2R一般有三種用法：①已知I，R求P。②已知P，R求I。③兩個電阻（或兩燈）串聯(lián)比較實際功率P1∶P2 = R1∶R2。

（4）P=U2/R一般有三種用法：①已知U、R、P中的兩個，求另一個。公式的具體形式分別是：P=U2/R、R= U額2/P額、U2 =PR。②并聯(lián)P1∶P2 = R2∶R1。③同一個用電器P實∶P額 =U2實∶U2額。

若是兩用電器并聯(lián)求功率，一般用P=U2/R較方便。若是兩者串聯(lián)求其中一個用電器的功率，一般用P=I2R較方便。

下面是公式用法綜合舉例。例題：甲乙兩只普通照明燈泡的銘牌標有“220V、25W”和“220V、100W”，則下列說法正確的是：A.甲燈的實際功率一定是25W。B.乙燈接在110V的電路中，它的實際功率為50W。C.兩燈均正常發(fā)光時，甲燈燈絲電阻大。D.兩燈均正常發(fā)光時，乙燈消耗的電能多。答案為C。

二、解決電功率綜合問題的基本步驟

①明確電路的連接關系，哪個元件與哪個元件串聯(lián)或并聯(lián)，哪個元件被短路，哪個用電器是正常工作的，并在解題時寫出。②弄清引起電路連接關系變化的原因是開關的斷開、閉合，還是滑動變阻器滑動引起變化。③明確電壓表、電流表測的是哪部分電路的電壓和電流。④利用串、并聯(lián)的特點列式，抓住電路中的不變量（如電源電壓不變或電阻不變）求解。

三、學會總結(jié)解題規(guī)律及技巧

（1）運用電能表銘牌求電功率的題基本解題思路如下：先用W=n/N求出消耗的電能，再用P=W/t求P。如果需求U實，可借助用電器銘牌求電阻R= U額2/P額，再用U2 =PR求U實。

例題：如圖所示（圖略）是某型號電熱水壺銘牌，壺中裝有1.8L溫度為20℃的水，求：①將水燒開，水吸收的熱量是多少？②若在電熱水壺工作時，標有“3000r/kW·h”的電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，電路的實際電壓是多少？③不計熱損失，此時燒開一壺水大約需要多少時間？答案：①6.048×105J，②200V，③604.8s。

（2）家庭電路中電飯煲、熱水器、電褥子等用電器高溫檔、低溫檔一般用P=U2/R確定。例題：一臺電烤箱的銘牌如下：額定電壓：220V；額定功率：高溫檔 1100W、低溫檔440W；電源頻率：50Hz. 其內(nèi)部簡化電路如圖所示（圖略），R1和R2均為電熱絲。求：①電烤箱在高溫檔正常工作15min所消耗的電能；②電烤箱在低溫檔正常工作時，R2的阻值是多少？答案：①9.9×105J。②66Ω。

（3）確定用電器正常工作后，一般情況下解題關鍵是根據(jù)所給銘牌求電流，再根據(jù)此題是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，并運用串并聯(lián)電路的規(guī)律求其他量。若能確定該用電器不是正常工作的，一般情況下首要一步是根據(jù)所給銘牌求電阻，再運用串并聯(lián)電路規(guī)律求其他量。

（黑龍江省肇源縣第二中學）