【难点】计算题中求电功率大小,如何动手?请记住十二个字。

有关电功率的计算,分为很多种,比如定量计算,比值计算,最大最小值的范围计算。

本篇文章介绍能代入具体数字求出具体结果的定量计算

电功率的定量计算分为求某用电器的功率和求电路总功率。

电功率的定量计算题中,不仅仅是指求功率,也包括通过电功率求出电阻、电流、电压,电功(电能)的大小的计算,这些都是电功率定量计算的题型。

看似非常复杂,同学们抓住正确的解题思路 一般就能轻松解答。

现针对如何求电功率大小的计算题,解题思路可归纳为十二个字“判串并、明目标、列公式、再细化”。

1、画等效电路图,判断电路的串并联方式。(判串并) 

无论是实物图,还是原始电路图,都需要根据开关闭开情况,滑阻的滑片的位置情况,判定有几种串并联情况,分别画出等效电路图,明确电压表、电流表测定的是哪部分电路的电压、电流值,并标上已知量(这是解答电学题目的前提)。

2、明确目标,是求某用电器功率,还是求电路总功率。(明目标)

3、不同的目标在不同的电路中往往有不同的公式求法,所以有些公式要熟记。(列公式)

下面列举的公式,这已经是最少的公式记忆量了。

求某用电器的功率的公式用得比较多的是:

(串联电路)

(并联电路)

求某用电器的功率的公式用得比较多的是:

(串联电路)

(并联电路)

4、决定采用什么公式求电功率后,再针对公式中的电流,电压,电阻等物理量进一步求解。(再细化)

由于题目中不可能一次性把所有已经条件全部告诉你,你这时需要再用欧姆定律及串并联特点,求出跟电功率有关的电流,电压,电阻,电能。

所以,同学们有要“知二求二”的基本功,即在P,U,I,R 四个电学物理量之间,只要知道其中两个,能准确快速地用这两个量表示出其他两个量。

【举例】如图 7 所示,电源电压恒为12V 不变, RL、R1 及滑动变阻器的最大阻值分别是10Ω、 40Ω、 50Ω,灯的额定电压为12V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是(   )

A、当 S 闭合, S1 断开,滑片P 在 b 端时,灯泡的功率为0.4J
B、当 S 闭合, S1 断开,滑片P 在 b 端时,电流表的示数为0.2A
C、当 S 闭合, S1 断开 ,滑片 P 在 a 端时,灯每秒钟消耗的电能为 14.4W
D、当 S、 S1 均闭合,滑片P 在 a 端时,电路总功率为14.4W

【分析】对于每个选项,我们的分析步骤都应该如下。

先以A选项为例:

1、根据“判串并、明目标、知二求二”十字口诀,我们要分析串并联情况,当S闭合,S1断开,滑片P在b端时,电路是串联,滑阻此时最大。

2、明确求什么目标的电功率。A选项求的目标是用电器灯泡的电功率。头脑中这时要想起又是串联,又是用电器的电功率的公式:

通过题目,我们发现灯泡的电阻是已知的RL=10Ω,电路的电流未知(由于是串联,灯泡的电流与电路电流是相等的,即IL=I),所以,我们要根据已经条件求出电路电流。

根据欧姆定律I=U/R可知,将电源电压U与串联电路的总电阻相比就可求出电路电流I,即I=U/R=12V/(10Ω+50Ω)=0.2A

所以,再将电流I和已知的 RL代入求用电器的功率公式中,就可以求出电功率为0.4 W。可是A选项的数字对了,单位错了,所以不能选。

我们再按照上述方法分析一下D选项:

1,判断串并联,当S闭,S1闭时,并联。

2、明目标,此时求总功率。

3、想起的公式应是:P=PL+P1;

4、再细化,求PL、P2(PL、P2是指并联中的某用器的功率),所以用),P2也是如此。所以,我们将已知的电源电压U和已知的RL、R1可分别求出PL=14.4 W,P1=2.88 W,则P总=PL+P1=17.28W。所以,D选项错误。

 

答案

B

C选项单位错误。

【练习】

如图 5所示,电源电压和灯L的电阻不变,灯 L上标有“ 6V 3W”字样。当开关 S闭合,滑片 P移至 a端时,电流表的示数为1.0A,灯 L正常发光;当开关 S断开,滑片 P移至 b端时,电源 电压U和灯 L消耗的电功率 P为(       )

A. 6V      1.5W                     B. 6V        0.75W

C. 3V       1.5W                       D. 3V       0.75W

答案

B

【分析】S断开,P至b端,因为串联,又是求用电器的功率,所以用公式来求,

其中电流用公式求出,

灯泡电阻用公式求出。

在求电流的公式中的U、R的值需要利用S闭合,P至a端时的情况求出。

当然,利用电功率的比值法也许更便捷。

 

【总结】无论是简单电路,还有动态电路,求电功率时用“判串联,明目标,列公式,再细分”的解题思路基本都可以迎刃而解。

其实求电流,电压,电阻时,也需要首先判串并,再明目标,列公式,再细分的解题思路。

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