牢記“三注意” 熟練計算電功率

牢記“三注意” 熟練計算電功率
山東省鄒平縣第一中學(xué)　李進

　　在初中物理中，電功率的常用計算公式及推導(dǎo)公式有、、、。在實際應(yīng)用時，同學(xué)們常常感覺太復(fù)雜，難以把握。如果注意以下三點，其實并不難。

　　一、注意“二同性”

　　根據(jù)已知條件的不同，計算電功率所采用的公式也不同。無論用哪個公式計算，一定要注意公式中的各個物理量都必須是同一段電路、在同一狀態(tài)的量，即公式中各物理量是和電路、狀態(tài)一一對應(yīng)的（不同電路、不同狀態(tài)的物理量不能代入同一公式），這就是“二同性”。

　　例1  兩個燈泡分別標(biāo)有“6V  1．2W”和“12V  6W”的字樣，如果把兩個燈泡串聯(lián)起來接入電路，為不損壞燈泡，該電路兩端電壓最高不能超過（    ）

　　A．9．4V        B．10．8V       C．18V      D．27V

　　解析  有些同學(xué)認(rèn)為兩燈串聯(lián)，其額定電壓之和為18V，所以該電路兩端最高電壓不超過18V，誤選C。

　　造成這種錯誤的原因就是沒有搞清“二同性”。兩燈的額定電壓是在不同的電路上正常工作時的電壓。串聯(lián)在同一電路中使用，它們兩端的電壓不能保證都是額定電壓。

　　由可求得兩燈的額定電流分別為：；。

　　兩燈串聯(lián)而又不損壞燈泡，其最大電流不能超過0．2A，這時“6V  1．2W”的燈兩端電壓為6V，而“12V  6W”的燈兩端電壓卻不是12V。

　　由得，“12V  6W”的燈電阻為，其兩端的實際電壓為，因而該電路兩端電壓最多不超過,選項B正確。

　　二、注意“二不變”

　　一般計算中，無論電路中電流（或電路結(jié)構(gòu)）怎樣變化，其電源的電壓不變，定值電阻或燈泡的阻值不變，這就是“二不變”。

　　例2  如圖所示電路，電源電壓不變，燈上標(biāo)有“6V  3W”字樣，當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，變阻器R的滑片P移到a端時，電壓表的示數(shù)為2．4V，電流表的示數(shù)為0．3A，求：

　　（1）求阻器R的最大阻值及燈泡的實際功率。

　　（2）當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合，變阻器R的滑片P移到b端時，電路消耗的總功率。

　　解析  （1）由,得燈的電阻為（注意這個值默認(rèn)為不變）。

　　當(dāng)S1閉合，S2斷開，變阻器滑片P在a端時，R與燈L串聯(lián)，為最大。

　　燈的實際功率為：

　?。?）當(dāng)S1和S2都閉合，變阻器滑片P在b端時R與L并聯(lián)，其并聯(lián)阻值為：

　　又由（1）問題得電源電壓：，

　　所以總功率

　　三、注意和的使用條件

　　由得出電功率與電阻成正比，由又得出電功率與電阻成反比，這都是有條件制約的。前者是在電流一定的條件下才成立的，后者是在電壓一定的條件下才成立的。由于串聯(lián)電路中電流處處相等，一般用分析串聯(lián)電路中兩電阻的功率；并聯(lián)電路兩端電壓相等，一般用分析并聯(lián)電路中兩電阻的功率。

　　例3  一只標(biāo)有“PZ220V-40W”和一只標(biāo)有“PZ220V-100W”的燈泡，若：（1）把它們并聯(lián)在220V的電源上，哪盞燈亮些？（2）把它們串聯(lián)在220V的電源上，哪盞燈亮些？

　　解析  （1）當(dāng)兩燈并聯(lián)在220V的電源上，由于均滿足額定電壓，所以實際功率均等于額定功率，“PZ220V-100W”的燈功率大，要亮些。

　?。?）當(dāng)兩燈串聯(lián)后接入220V的電源上時，有些同學(xué)由于受定向思維的影響，總以為額定功率大的燈要亮些，這樣的想法是錯誤的。

　　兩燈的電阻分別為：，，

　　兩燈串聯(lián)，電流相同，因而由知，“PZ220V-40W”的燈亮些，即串聯(lián)在一起的用電器電阻值大的功率大。