初中物理電功率計算題解題技巧研究

周樹權(quán)

湖北省恩施市龍鳳鎮(zhèn)初級中學

【摘 要】電力學知識在初中物理考試中占有非常大的比重，與電功率相關(guān)的計算題目經(jīng)常以不同形式出現(xiàn)在物理考試中。文章圍繞初中物理電功率公式的運用展開，通過列舉例題的形式來研究初中物理電功率計算題解題技巧，以幫助學生更好的學習物理學知識。

【關(guān)鍵詞】初中物理 電功率計算題 解題技巧

電功率是初中物理的必考內(nèi)容，在學習此部分知識時除了要掌握常用的計算公式外還要深入了解電功率課本知識，只有這樣，才能在考試過程中合理選用公式，并根據(jù)題設(shè)的已知條件熟練解題。為了幫助學生獲得更多的與電功率計算題解題技能，研究初中物理電功率計算題解題技巧具有重大現(xiàn)實意義。

一、如何運用初中物理電功率公式

在初中物理電功率知識學習中，與電功率相關(guān)的公式主要有四個，依次為：P=W/t；P=UI；P=I2R；P=U2/R。學生在學習的過程中，基本上都能夠記住這四個公式。但是在實際解題過程中，卻不知道在什么條件下使用什么公式，常常亂用公式或者是套用公式，降低了解題速度和準確性。在筆者看來，只需要做到以下幾點，便能夠明確知曉如何具體使用這些公式了。首先，對于公式P=W/t，根據(jù)其定義可知，若已知兩個物理量求第三個物理量并推導其他公式。當在解題過程中使用此公式時需要格外注意公式中物理量的單位及其相關(guān)關(guān)系，千瓦常與小時對應(yīng)，若單位不對應(yīng)則最好統(tǒng)一單位或用其他計算公式。其次，對于公式P=UI，通常在應(yīng)用此公式時，題設(shè)會給出其中兩個物理量的值，求另一個物理量。比如：已知U和I的值，求P的值，或者已知P和U的值，求I的定額數(shù)值。在使用此公式時首先要判斷電器是否處于正常工作狀態(tài)，如果不是，則不能用此公式進行計算。再次，對于公式P=I2R，題設(shè)通常會給出兩個變量的值，求另一變量的值，或者是給出兩個串聯(lián)電阻，讓學生比較兩個電阻的實際功率。最后，對于公式P=U2/R，題設(shè)一般也會給出兩個變量值，讓其求未知值，或者給定兩個并聯(lián)功率和電阻讓學生求二者之間的比值，或者是額定功率和實際功率的比值。不同公式有不同的適用范圍，學生一定要熟練掌握各類公式的具體應(yīng)用情況，以提高電功率計算題的解題效率和準確性。

二、初中物理電功率計算題解題技巧分析

例題 1，在如圖1所示的電路中，R1=10 ，R =20 ，當開關(guān)閉合后電流表的示數(shù)是0.3A，試求以下問題：（1）電阻R 兩端的電壓；（2）通過電阻R 的電流；（3）此電路消耗的總功率。

解析：從題設(shè)和電路圖可以得知，我們能夠很容易得知R1上的物理量，g根據(jù)電功率的研究對象來看，此題的突破口是電阻R1，再加上此電路圖是并聯(lián)電路，運用歐姆定律可得U=U1=U2，并求出U1的值。然后再來研究電阻R 。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，解決第三個問題時有兩種解決方法，一是利用總電流乘以總電壓得出總功率，二是分別求出兩個電阻的電功率然后相加。具體的解題過程如下：

解：（1）根據(jù)所學知識得I=U/R，所以U1=I1XR1；再由題設(shè)得I1=0.3A，R1=10 ，所以便能夠得到U1=I1XR1=0.3AX10 =3V，所以電阻R1兩端的電壓值為3V。（2）由歐姆定律得：U=U1=U2，因為U1=3V，所以U=U1=U2=3V，所以I2=U2/R2=3V/20 =0.15A，所以通過電阻R2的電流是0.15A。（3）根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可以得到，電路圖中的總電流I等于I1和I2的電流之和，即I=I1+I2=0.3A+0.15A=0.45A，而電路圖中的電壓U=3V，所以電路消耗的總功率P=UI=3VX0.45A=1.35W，所以其消耗的總功率是1.35W。

從此題的解答過程和解析過程來看，此題在電功率計算題中屬于比較簡單的題型，所用到的公式主要有I=U/R、P=UI以及U=IR。此題是典型的已知兩個物理變量，求另一未知變量。此題的解題技巧是跟隨上述原則解題。

例題2，如圖2所示，假設(shè)電源電壓不變，燈泡L上均標有“6V3W”字樣，當開關(guān)S1閉合后，打開S2連接上A，此時燈泡L能夠正常發(fā)光，當斷開開關(guān)S1后，將S2與B連接起來，此時電壓的表示數(shù)是3V。假設(shè)整個電路圖中的所有燈泡燈絲的電阻不變，試求以下問題：（1）求電源電壓；（2）求電阻R的值；（3）當S1斷開后，把S2與B連上，求燈泡L在60秒內(nèi)所消耗的電能。

解析：解答此題需要根據(jù)題設(shè)條件轉(zhuǎn)化電路圖，當開關(guān)S1閉合后，S2與A相連時，此時的電路圖是并聯(lián)電路圖，當開關(guān)S1斷開后，S2與B連接后是串聯(lián)電路圖。根據(jù)題設(shè)條件畫出相應(yīng)的等效電路圖，由于電壓U和電阻R是定值，其數(shù)值量始終不變。此題的突破口是并聯(lián)電路，然后根據(jù)公式和電源電壓求出燈泡L的阻值，再根據(jù)電壓值將題設(shè)轉(zhuǎn)化為一題一電路，將其轉(zhuǎn)化為串聯(lián)電路，然后解答具體的問題，具體解題過程如下。解：（1）當S1閉合，讓S2與A相連接時可以得出如圖3所示的等效并聯(lián)電路圖，當S2與B相連時得出如圖4所示的等效串聯(lián)電路圖，此時，燈泡能夠正常發(fā)光，整個電源的電壓U=6V。

（2）由公式P=U2/R得：R2=U2/P=36V2/3W=12 ，再根據(jù)圖3可得，U=UL+UR，所以便能夠得到UL=U-UR=6V-3V=3V，所以IL=UL/RL=3V/12 =0，25A，所以I=IL+IR，所以便能得到其電阻RR=UR/IR=3V/0，25A=12 ，所以，電阻值是12 。

（3）當開關(guān)S1斷開后，S2與B相連時，其電路圖如圖3所示，結(jié)合（1）（2）問的相關(guān)結(jié)論可得：WR=I2RRRT=0，25AX0，25AX12 X60S=45J，所以，當電源電壓是6V時，電阻的值是12 ，SI斷開，S2與B相連時，燈泡在60秒內(nèi)所消耗的電能是45焦耳。此題是典型的一題兩個電路類型的題目，此種類型的題目相對來說比較復(fù)雜，難度也更大，考察的知識面交廣，其不僅涉及到電功率相關(guān)的知識，還涉及其他電學知識。在解題過程中，需要根據(jù)題設(shè)條件，細化電路圖，將復(fù)雜電路圖轉(zhuǎn)化為比較簡單地串聯(lián)或并聯(lián)電路圖，然后根據(jù)不變量電源電壓和定值電阻來進行具體的求解。

初中物理電功率計算題的解題技巧都離不開相關(guān)的公式和電路圖，在解答此類型題目時，首先要仔細分析題設(shè)條件和如圖所示的電路圖，然后根據(jù)公式和相關(guān)定理來進行具體的解答。

參考文獻

[1]畢亮.對新人教版初中物理教材的六點商榷[J].教學與管理，2016，（01）：52-54.

[2]于新貴.彰顯定性法與定量法內(nèi)涵的教學策略——以電功率教學為例[J].陰山學刊（自然科學版），2016，（02）：148-150.

[3]楊旭安.“電功率”的師生對話式復(fù)習[J].無線互聯(lián)科技，2013，（11）：239-240.