電功率解題方法與技巧

馬金紅

眾所周知，電學(xué)在物理中考中占有很大一部分分值，有關(guān)電功率的計算常常在中考中以多種題型出現(xiàn)。很多學(xué)生面對電功率的計算卻往往束手無策，導(dǎo)致中考物理成績較低。本文對有關(guān)電功率的常見題型及解題技巧進(jìn)行了較細(xì)致的歸納和總結(jié)，對學(xué)生學(xué)習(xí)電功率有一定的指導(dǎo)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(dǎo)出的。③式P=I2R。④式P=U2/R。由于公式多，學(xué)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(zhǔn)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(jī)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(jī)的電路，電功率的四個公式可以通用。那么如何恰當(dāng)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(yīng)注意公式中單位的對應(yīng)關(guān)系。一般有兩種對應(yīng)關(guān)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(yīng)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(yīng)的。如果不是以上兩種對應(yīng)關(guān)系，則應(yīng)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(guān)鍵字，或者由題中條件能準(zhǔn)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(biāo)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(guān)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(guān)系變化的原因是開關(guān)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(diǎn)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(xué)會總結(jié)解題規(guī)律及技巧

（1）運(yùn)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(biāo)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(guān)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(yùn)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(yùn)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(xué)）