初中物理電功率計(jì)算題解題技巧研究

周樹(shù)權(quán)

湖北省恩施市龍鳳鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)

【摘 要】電力學(xué)知識(shí)在初中物理考試中占有非常大的比重，與電功率相關(guān)的計(jì)算題目經(jīng)常以不同形式出現(xiàn)在物理考試中。文章圍繞初中物理電功率公式的運(yùn)用展開(kāi)，通過(guò)列舉例題的形式來(lái)研究初中物理電功率計(jì)算題解題技巧，以幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)物理學(xué)知識(shí)。

【關(guān)鍵詞】初中物理 電功率計(jì)算題 解題技巧

電功率是初中物理的必考內(nèi)容，在學(xué)習(xí)此部分知識(shí)時(shí)除了要掌握常用的計(jì)算公式外還要深入了解電功率課本知識(shí)，只有這樣，才能在考試過(guò)程中合理選用公式，并根據(jù)題設(shè)的已知條件熟練解題。為了幫助學(xué)生獲得更多的與電功率計(jì)算題解題技能，研究初中物理電功率計(jì)算題解題技巧具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

一、如何運(yùn)用初中物理電功率公式

在初中物理電功率知識(shí)學(xué)習(xí)中，與電功率相關(guān)的公式主要有四個(gè)，依次為：P=W/t；P=UI；P=I2R；P=U2/R。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，基本上都能夠記住這四個(gè)公式。但是在實(shí)際解題過(guò)程中，卻不知道在什么條件下使用什么公式，常常亂用公式或者是套用公式，降低了解題速度和準(zhǔn)確性。在筆者看來(lái)，只需要做到以下幾點(diǎn)，便能夠明確知曉如何具體使用這些公式了。首先，對(duì)于公式P=W/t，根據(jù)其定義可知，若已知兩個(gè)物理量求第三個(gè)物理量并推導(dǎo)其他公式。當(dāng)在解題過(guò)程中使用此公式時(shí)需要格外注意公式中物理量的單位及其相關(guān)關(guān)系，千瓦常與小時(shí)對(duì)應(yīng)，若單位不對(duì)應(yīng)則最好統(tǒng)一單位或用其他計(jì)算公式。其次，對(duì)于公式P=UI，通常在應(yīng)用此公式時(shí)，題設(shè)會(huì)給出其中兩個(gè)物理量的值，求另一個(gè)物理量。比如：已知U和I的值，求P的值，或者已知P和U的值，求I的定額數(shù)值。在使用此公式時(shí)首先要判斷電器是否處于正常工作狀態(tài)，如果不是，則不能用此公式進(jìn)行計(jì)算。再次，對(duì)于公式P=I2R，題設(shè)通常會(huì)給出兩個(gè)變量的值，求另一變量的值，或者是給出兩個(gè)串聯(lián)電阻，讓學(xué)生比較兩個(gè)電阻的實(shí)際功率。最后，對(duì)于公式P=U2/R，題設(shè)一般也會(huì)給出兩個(gè)變量值，讓其求未知值，或者給定兩個(gè)并聯(lián)功率和電阻讓學(xué)生求二者之間的比值，或者是額定功率和實(shí)際功率的比值。不同公式有不同的適用范圍，學(xué)生一定要熟練掌握各類(lèi)公式的具體應(yīng)用情況，以提高電功率計(jì)算題的解題效率和準(zhǔn)確性。

二、初中物理電功率計(jì)算題解題技巧分析

例題 1，在如圖1所示的電路中，R1=10 ，R =20 ，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后電流表的示數(shù)是0.3A，試求以下問(wèn)題：（1）電阻R 兩端的電壓；（2）通過(guò)電阻R 的電流；（3）此電路消耗的總功率。

解析：從題設(shè)和電路圖可以得知，我們能夠很容易得知R1上的物理量，g根據(jù)電功率的研究對(duì)象來(lái)看，此題的突破口是電阻R1，再加上此電路圖是并聯(lián)電路，運(yùn)用歐姆定律可得U=U1=U2，并求出U1的值。然后再來(lái)研究電阻R 。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，解決第三個(gè)問(wèn)題時(shí)有兩種解決方法，一是利用總電流乘以總電壓得出總功率，二是分別求出兩個(gè)電阻的電功率然后相加。具體的解題過(guò)程如下：

解：（1）根據(jù)所學(xué)知識(shí)得I=U/R，所以U1=I1XR1；再由題設(shè)得I1=0.3A，R1=10 ，所以便能夠得到U1=I1XR1=0.3AX10 =3V，所以電阻R1兩端的電壓值為3V。（2）由歐姆定律得：U=U1=U2，因?yàn)閁1=3V，所以U=U1=U2=3V，所以I2=U2/R2=3V/20 =0.15A，所以通過(guò)電阻R2的電流是0.15A。（3）根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可以得到，電路圖中的總電流I等于I1和I2的電流之和，即I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A，而電路圖中的電壓U=3V，所以電路消耗的總功率P=UI=3VX0.45A=1.35W，所以其消耗的總功率是1.35W。

從此題的解答過(guò)程和解析過(guò)程來(lái)看，此題在電功率計(jì)算題中屬于比較簡(jiǎn)單的題型，所用到的公式主要有I=U/R、P=UI以及U=IR。此題是典型的已知兩個(gè)物理變量，求另一未知變量。此題的解題技巧是跟隨上述原則解題。

例題2，如圖2所示，假設(shè)電源電壓不變，燈泡L上均標(biāo)有“6V3W”字樣，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合后，打開(kāi)S2連接上A，此時(shí)燈泡L能夠正常發(fā)光，當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1后，將S2與B連接起來(lái)，此時(shí)電壓的表示數(shù)是3V。假設(shè)整個(gè)電路圖中的所有燈泡燈絲的電阻不變，試求以下問(wèn)題：（1）求電源電壓；（2）求電阻R的值；（3）當(dāng)S1斷開(kāi)后，把S2與B連上，求燈泡L在60秒內(nèi)所消耗的電能。

解析：解答此題需要根據(jù)題設(shè)條件轉(zhuǎn)化電路圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合后，S2與A相連時(shí)，此時(shí)的電路圖是并聯(lián)電路圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)后，S2與B連接后是串聯(lián)電路圖。根據(jù)題設(shè)條件畫(huà)出相應(yīng)的等效電路圖，由于電壓U和電阻R是定值，其數(shù)值量始終不變。此題的突破口是并聯(lián)電路，然后根據(jù)公式和電源電壓求出燈泡L的阻值，再根據(jù)電壓值將題設(shè)轉(zhuǎn)化為一題一電路，將其轉(zhuǎn)化為串聯(lián)電路，然后解答具體的問(wèn)題，具體解題過(guò)程如下。解：（1）當(dāng)S1閉合，讓S2與A相連接時(shí)可以得出如圖3所示的等效并聯(lián)電路圖，當(dāng)S2與B相連時(shí)得出如圖4所示的等效串聯(lián)電路圖，此時(shí)，燈泡能夠正常發(fā)光，整個(gè)電源的電壓U=6V。

（2）由公式P=U2/R得：R2=U2/P=36V2/3W=12 ，再根據(jù)圖3可得，U=UL+UR，所以便能夠得到UL=U-UR=6V-3V=3V，所以IL=UL/RL=3V/12 =0，25A，所以I=IL+IR，所以便能得到其電阻RR=UR/IR=3V/0，25A=12 ，所以，電阻值是12 。

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)后，S2與B相連時(shí)，其電路圖如圖3所示，結(jié)合（1）（2）問(wèn)的相關(guān)結(jié)論可得：WR=I2RRRT=0，25AX0，25AX12 X60S=45J，所以，當(dāng)電源電壓是6V時(shí)，電阻的值是12 ，SI斷開(kāi)，S2與B相連時(shí)，燈泡在60秒內(nèi)所消耗的電能是45焦耳。此題是典型的一題兩個(gè)電路類(lèi)型的題目，此種類(lèi)型的題目相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，難度也更大，考察的知識(shí)面交廣，其不僅涉及到電功率相關(guān)的知識(shí)，還涉及其他電學(xué)知識(shí)。在解題過(guò)程中，需要根據(jù)題設(shè)條件，細(xì)化電路圖，將復(fù)雜電路圖轉(zhuǎn)化為比較簡(jiǎn)單地串聯(lián)或并聯(lián)電路圖，然后根據(jù)不變量電源電壓和定值電阻來(lái)進(jìn)行具體的求解。

初中物理電功率計(jì)算題的解題技巧都離不開(kāi)相關(guān)的公式和電路圖，在解答此類(lèi)型題目時(shí)，首先要仔細(xì)分析題設(shè)條件和如圖所示的電路圖，然后根據(jù)公式和相關(guān)定理來(lái)進(jìn)行具體的解答。

參考文獻(xiàn)

[1]畢亮.對(duì)新人教版初中物理教材的六點(diǎn)商榷[J].教學(xué)與管理，2016，（01）：52-54.

[2]于新貴.彰顯定性法與定量法內(nèi)涵的教學(xué)策略——以電功率教學(xué)為例[J].陰山學(xué)刊（自然科學(xué)版），2016，（02）：148-150.

[3]楊旭安.“電功率”的師生對(duì)話式復(fù)習(xí)[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2013，（11）：239-240.