电功率公式的理解和应用.doc

1、学习物理，重在理解。首先要明白规律、原理的内涵，然后才能正确运用这些规律和原理进行分析或计算，并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握。初中物理关于电功率的计算公式有四个，它们之间有什么区别，如何正确运用呢？一、解读电功率的计算公式电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式 P=I2R。（4）式 P=U2/R。电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为 1 秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式 P=W/t。经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=U

2、I。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI 广泛应用于电功率的计算。与欧姆定律结合得到的（3）式 P=I2R 、（4）式 P=U 2/R 适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式 P=I2R 分析和计

3、算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式 P=U 2/R 分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。二、电功率公式运用示例1有关电功率的分析题 1：有两只灯泡 L1、L 2并联接入电路，发现 L1比 L2亮。若把 L1、L 2串联接入同一电路，则AL 1比 L2亮 BL 2比 L1亮CL 1、L 2一样亮 D无法比较它们的亮度分析：本题是纯电阻电路，灯泡的电阻可以看作不变。灯泡的亮度是其电功率大小的外在表现。亮度大说明其实际功率大。在电压或电流相同的情况

4、下，电功率的大小就可以从比较电阻大小中做出判断。并联时，L 1比 L2亮，说明P1P2。并联电压相同，根据 P=U2/R 可知，R 1R2，所以，P 1P2，即 L2比 L 1亮。R 总 =R1R2/(R1+R2)= 246/（24+6）=4.8P 总 =U2/R 总 =(6V)2/4.8=7.5W答案：B C（2）实际应用中的计算题 1电饭煲内部有两条电阻丝，每条电阻丝的阻值都为 110 欧(电阻丝的阻值恒定不变)。电饭煲的额定功率从大到小有高、中、低三档，额定电压是220 伏。把电饭煲接在 220 伏的电源上，求：(1)把电饭煲的额定功率打到中档时，内部是一条电阻丝接入电路，通过它的电流多

5、大?(2)把电饭煲的额定功率打到低档时，内部是两条电阻丝串联接入电路，电饭堡的电功率多大?分析：根据本题提示，可以把两段电阻丝看作两个阻值等大的定值电阻。由两个电阻组成的电路，电阻的连接方式可以根据需要改变，一共还有三种变化形式。或两个并联，或两个串联，或只接入电路一个。电路中电阻的大小不同，电路消耗的总功率就不同。这种变化形式是一些家用电器改变功率的基本原理。解答：（1）根据欧姆定律，只有一条电阻丝接入电路时，通过它的电流为I=U/R=220V/110=2A（2）调到低档时，两电阻丝串联。总电阻为 R 总=R+R=2R=2110=220。P 总 =U2/R 总 =(220V)2/220=22

6、0W题 2下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R 1和 R2均为电热丝。求：牌电烤箱额定电压 220V高温档 1100W额定功率 低温档 440W电源频率 50Hz（1）电烤箱在高温档正常工作 10min 所消耗的电能；（2）电路中 R1的阻值；（3）电烤箱在低温档正常工作时，电路中的电流和 R1的功率分析：由电烤箱的简化电路可知，在电源电压一定时，该串联电路通过局部短路实现电阻大小的改变进而改变电路消耗功率的。串联时总电阻大，消耗总功率小，是低温档，局部短路后电阻减小，电路消耗的功率增大，是高温档。解答：（1）由电烤箱铭牌可知，在高温档工作时，功率为1100W，t=10min=6

7、00s W=Pt=1100 W600s=6.610 5J（2）由 P=U 2/R 知，电压一定时，电阻越小，电功率越大。所以。S 闭合时，R 2短路，只有 R1工作，电功率大，为高温档。所以，R 1= U 2/P 高 =(220V)2/1100W=44（3）当 S 断开时，电路中的总电阻增大，电路消耗的总功率减小，所以，此时为低温档。电路中的电流 I=P/U=440 W/220V=2A 此时，P 1=I2R1=(2A)244=176 W三、小试牛刀题 1如下图甲所示，当开关 S 接 a 时，移动滑动变阻器的滑片 P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻 R0的 UI 图像；当开关 S 接 b

8、 时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡 L 的 U-I 图像，如图乙所示。（1）求定值电阻 R0的阻值；（2）将 R0与灯 L 串联接在 6V 的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；（3）将 R0与灯 L 并联接入电路并调节电源电压，当 R 0消耗的电功率为4.9W 时，灯 L 恰好正常发光，求灯 L 的额定电功率。题 2爱思考的林刚利用下图所示的电路进行实验，当闭合开关 S 后，发现标有“6V3 W”的灯 Ll和标有“12V 3W”的灯 L2，亮度并不相同。已知电源电压为 6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化。求：（1）通过灯泡 Ll的电流为多大?（2）灯泡 Ll每分钟消耗多少电能?（3）灯泡 L2的实际功率是多大，电路中灯 L1、和 L2哪个更亮?参考答案：1解答：（1）由图像坐标可知：当 U0 =2V 时，I 0=0.2（利用其它数据也可）， = =10（2）R 0与灯 L 串联接在 6V 的电源两端时，它们存在分压关系。R 0电阻是线性的，而 L 电阻是非线性的。U L+UR=6V。电源电压时 6V 时，分析图像可知：此时 UR =4V，U L=2V IL =0.4。 = =5（3） U 0 = = =7VR 0与 RL并联 且灯正常发光 U L 额 =U0 =7V。