电功率计算中应注意的问题

电功率计算中应注意的问题

河北 王锡进 http://

（一）注意“二同性”

根据已知条件的不同，计算电功率所采用的公式也不同。计算电功率的公式有：

t

W P =，UI P =，R I P 2=，R U P 2=。 无论用哪个公式计算，一定要注意公式中的各个物理量都必须是同一段电路，在同一状态的量，即公式中各物理量是和电路、状态一一对应的，不同电路，不同状态的物理量不能代入同一公式，这就是“二同性”。

例 1 两个灯泡分别标有“6V 1.2W ”和“12V 6W ”的字样，如果把两个灯泡串联起来接入电路，为不损坏灯泡，该电路两端电压最高不能超过（ ）

A. 9.4V

B. 10.8V

C. 18V

D. 27V

解析：有些同学认为两灯串联，其额定电压之和为18V ，所以该电路两端最高电压不超过18V ，误选C 。

造成这种错误的原因就是没有搞清“二同性”。两灯的额定电压是在不同的电路上正常工作时的电压。串联在同一电路中使用，它们两端的电压不能保证都是额定电压。

由UI P =可求得两灯的额定电流分别为：A 2.0A 6

2.1U P I 111===；A 5.0A 12

6U P I 222===。 两灯串联而又不损坏灯泡，其最大电流不能超过0.2A ，这时“6V 1.2W ”的灯两端电压为6V ，“12V 6W ”的灯两端电压不是12V 。 由R U P 2

=得，“12V 6W ”的灯电阻为Ω=Ω==246

12P U R 2222，其两端的实际电压为V 8.4V 242.0R I U 212=⨯=='，

因而该电路两端电压最多不超过V 8.10U U U 21='+=。选项B 正确。

（二）注意“二不变”

一般计算中，无论电路中电流（或电路结构）怎样变化，其电源的电压不变，定值电阻或灯泡的阻值不变，这就是“二不变”。

例2 如图所示电路，电源电压不变，灯上标有“6V 3W ”字样，当开关1S 闭合，2S 断开，变阻器R 的滑片P 移到a 端时，电压表的示数为2.4V ，电流表的示数为0.3A ，求：

（1）求阻器R 的最大阻值及灯泡的实际功率？

（2）当开关1S 和2S 都闭合，变阻器R 的滑片P 移到b 端时，电路消耗的总功率？

解析：（1）由R U P 2=得灯的电阻为Ω=Ω==1236P U R 2

2L 额额（注意这个值是不变的）。

当1S 闭合，2S 断开，变阻器滑片P 在a 端时，R 与灯L 串联，Ω=Ω==

83

.04.2I U R 为最大。

灯的实际功率为： W 08.1W 123.0R I P 2L 2L =⨯==

（2）当1S 和2S 都闭合，变阻器滑片在b 端时R 与L 并联，其并联阻值为：

Ω=Ω+⨯=+=8.412

8128R R RR R L L 并。 又由（1）问题设知：

V 6V )128(3.0)R R (I U L =+⨯=+=源，所以总功率W 5.7W 8

.46R U P 22===并源总。 （三）注意R I P 2=和R

U P 2

=的使用条件 由R I P 2

=得出电功率与电阻成正比，由R

U P 2

=又得出电功率与电阻成反比，这都是有条件制约的。前者是在电流一定的条件下才成立的，后者是在电压一定的条件下才成立的。由于串联电路中电流处处相等，一般用R I P 2=比较串联电路中两电阻的功率；并联电路两端电压相等，一般用R

U P 2

=比较并联电路中两电阻的功率。 例 3 一只标有“PZ220V-40W ”和一只标有“PZ220V-100W ”的灯泡，若：（1）把它们并联在220V 的电源上，哪盏灯亮些？（2）把它们串联在220V 的电源上，哪盏灯亮些？

解析：（1）当两灯并联在220V 的电源上，由于均满足额定电压，所以实际功率均等于额定功率，“PZ220V-100W ”的灯功率大，要亮些。

（2）当两灯串联后接入220V 的电源上时，有些同学由于受定向思维的影响，总以为额定功率大的灯要亮些，这样的想法是错误的。

两灯的电阻分别为：

Ω=Ω=Ω=Ω=Ω==484100220P U R ,121040220P U R 2222221211 两灯串联，电流相同，因而由R I P 2=知，“PZ220V-40W ”的灯亮些，即串联在一起的用电器电阻值大的功率大。