電功率是電學(xué)中的重點、難點之一,它有一個基本公式和兩個推導(dǎo)公式。許多同學(xué)在遇到相關(guān)問題時,往往束手無策,不知使用哪個公式。下面就近幾年來的中考試題為例,談?wù)勅绾螒?yīng)用電功率的“P=UI、P=I2R和P=U2/R”三個公式。
1 P=UI:當(dāng)已知或求解某個電器的功率,而該電器的電阻又不知道且為變量時,可將功率用電壓與電流的乘積表示。
例1 (甘肅)如圖1電源電壓不變,調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表為10V時,R2消耗的功率為5W,調(diào)節(jié)變阻器使電壓表示數(shù)為16V時,R2消耗的功率為3.2W。求電源電壓和定值電阻R1的阻值。
解析 此題變阻器阻值不斷改變,所以應(yīng)用P=UI解答。我們應(yīng)用已知電壓U1,要求的電阻R1,電源電壓U將滑動變阻器的功率表示出來。
當(dāng)P在第一個位置時,變阻器功率為:
2 P=I2R:多用于串聯(lián)電路,由于串聯(lián)電路中電流相等,而電流又可以用總電流和總電阻表示,且總電壓與用電器的電阻在一定條件下不變,所以便于用此公式求解。
例2 (廣西)一塊實驗電路板如圖2所示,所給電源電壓一定,定值電阻R=4Ω,A、B是接線柱。現(xiàn)把一變阻器從A、B接入電路,已知當(dāng)變阻器接入電路的電阻為6Ω時,定值電阻消耗的功率為0.64W,那么當(dāng)變阻器接入電路的電阻為16Ω時,定值電阻R消耗的電功率為多少?
解析 此題中已知變阻器前后兩次阻值且又和一定值電阻串聯(lián),所以可用公式P=I2R將定值電阻的功率表示出來,而電路中的電流可以用總電壓與總電阻的比表示出來。
當(dāng)變阻器接入6Ω電阻時R的功率為:
當(dāng)變阻器接入16Ω電阻時R的功率為:
P2=I22R=(UR′滑)2R=(U4Ω+16Ω)2·4W。 ②
聯(lián)立①、②式解得P2=0.16W。
3 P=U2R :多用于并聯(lián)電路,因為并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等;或單獨電路;或雖是串聯(lián)電路,但已知電壓、電阻、電功率任意兩個量時;用此公式很容易求出未知條件。
例3 (河北) 如圖3所示的電路中,R為定值電阻,燈L上標(biāo)有“16V 4W”的字樣。閉合S,斷開S1時燈L正常發(fā)光,再將S1閉合此時電路中消耗的功率為29.6W。求燈L和電阻R的阻值。
解析 閉合S,斷開S1時,電路中只有燈L,且其正常發(fā)光,可知電源電壓等于其額定電壓16V,燈L的實際功率也達4W。則:
PL=U2RL=(16V)2RL=4W,
解得:RL=64Ω。
當(dāng)S、S1都閉合時,燈L與R為并聯(lián),且R消耗的功率為:
PR=P-PL=29.6 W-4W=25.6W
所以由R=U2PR,解得:R=10Ω?!?/p>
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?!?/p>