找准切入点 比较电功率
江苏 兰凡跃
“电功率”公式繁多,题目灵活多变,且综合性强,解题关键是如何根据电路连接方式找准切入点,恰当的选择公式进行求解。下面结合考题分析,希望对同学们有所启迪。
一、比较电流
例1 小夏将n个“3V 0.3W”的小灯泡,按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中(如图1所示),通过分别调节滑动变阻器R1和R2,使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是( )
乙 甲
图 1
**甲=I乙 B.I甲=I乙 C.P甲=nP乙 D.P甲=n2P乙 解析 n盏完全相同的小灯泡,正常发光时通过每盏灯的电流相等
甲图中灯泡并联,乙图中灯泡串联
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和 所以甲、乙电路中电流的关系是
I甲?nI乙
甲、乙电路中电源电压U相等
根据公式P?UI可知,两电路的总功率之比等于电流之比,即
P甲?nP乙
答案 C
二、比较电压
例2 如图2所示,电源电压12V,滑动变阻器标有“10Ω 1 A”字样,灯L1、L2分别标有“6 V 6W”和“3V 3W”字样。只闭合S1、S3时,滑动变阻器滑片P位于某位置,灯L1、L2均正常发光,滑动变阻器消耗的电功率为P1;此时只闭合S1、S2时,为保证灯L1正常发光,滑片P应向______移动(选填“左”或“右”),滑动变阻器消耗的电功率为P2,则P1∶P2=_______。 图 2
解析 只闭合S1,S3时,滑片P左侧电阻丝进入电路,灯L1、
L2和滑动变阻器R串联,由于L1、L2均正常发光,电路中电流I?1A,滑动变阻器R两端的电压
U滑?U?U1?U2?12V?6V?3V?3V
电路总电阻:R总?U12V??12? I1AU滑?3V?3?
I1A只闭合S1,S2时,滑片P右侧电阻丝进入电路,灯L1和滑动变阻器R串联
其中滑动变阻器连入电路的电阻:R???R??R1?7??6??13? 此时电路总电阻变为:R总总电阻变大,电路中电流减小,灯泡L1两端电压降低不能正常发光,要使灯泡L1
正常发光,滑动变阻器分去的电压要变小,应减小滑动变阻器进入电路的电阻,所以滑片向右移动,灯泡L1才能正常发光。
??U?U1?12V?6V?6V 灯L1正常发光时,滑动变阻器R两端的电压:U滑由于两种状态下,灯泡L1都正常发光,电路中电流不变,根据公式P?UI可知,滑
动变阻器消耗的电功率之比等于其电压之比,即
P1U滑IU滑3V1????
?IU滑?P2U滑6V2答案 右 1∶2
三、比较电阻
例3 如图3所示,电源电压保持不变,灯L标有“6V 0.6W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移动到中点时,灯L正常发光,电压表示数为4V;当滑片P移到最大阻值处时,灯L与滑动变阻器的电功率之比为( )
**∶3 B.3∶4 C.3∶2 D.2∶3
解析 由题意知,灯泡的额定电压为6V,额定功率为0.6W,则灯泡正常发光时的电流
I?P额U额?0.6W?0.1A 6VU额I额?6V?60? 0.1A灯泡的电阻RL?灯泡正常发光时,变阻器接入电路的阻值R?所以变阻器的最大阻值为R最大?80?
UV4V??40? I0.1A串联电路的电流相等,当滑动变阻器的阻值最大时,根据公式P?I2R可知,灯L
PLI2RLR60?3与滑动变阻器的电功率之比等于电阻之比,即?2?L??
P滑IR最大R最大80?4答案 B