巧解“电功与电功率”

电功、电功率的学习给同学们带来了很大的困惑.首先是涉及的物理量多、公式多、应用的限定条件多；其次是与实际联系紧密，大多属于电学知识的综合应用，对于同学们来说确实是一个不小的挑战.下面是关于电功、电功率学习的几则技巧，希望能对同学们的学习提供一定的帮助.

一、选择公式，切莫草率计算

首先，要清楚公式的意义和应用范围.如：P=W/t=UI=U2/R= I2R其中，P=W/t是由电功率定义得到的公式，P=UI是由定义式和电功的原始公式导出的，所以普遍适用于所有的电路.而P= U2/R=I2R是由功率计算公式P=UI结合欧姆定律得到的.由于欧姆定律只适用于纯电阻电路，所以P=U2/R=I2R也只适用于纯电阻电路.

例1.电动机标有“220V 3A”，其电阻线圈的电阻为10Ω，它在正常工作时的电功率为_____W，它的发热功率为_______W，其效率为___________.

由于电动机为非纯电阻用电器，所以电功率只能用P=UI来求，得600W.而其放出的热量只能用焦耳定律Q=I2Rt来求，所以发热功率也只能用I2R来求，可得出答案为90W.其机械功率=电功率-发热功率，则效率=机械功率/电功率×100%=86.4%.

其次，选择公式时注意抓等量关系或选择含有不变量的公式.例如：对于P=U2/R和P=I2R这两个同胞兄弟我们应该如何选择呢？

例2.把规格为“220V 60W”和“220V 40W”的甲、乙两只灯泡串联后接在220伏的电路中，问哪个灯泡更亮些？

灯泡的亮度由灯泡工作时的实际功率来决定，选择哪一个计算公式更有利，与电路的连接方式有着很大的关系.在一般情况下：

⑴串联电路中，由于电流处处相等，所以用P=I2R分析比较各用电器的功率较为方便.

⑵并联电路中，由于各并联电路两端的电压相等，所以用P=U2/R分析比较各用电器的功率较为方便.

本题选择公式P=I2R进行分析，很快得到，两只灯泡的实际功率与电阻成正比（串联电路中，流过两灯泡电流相等），上面的问题就转化为比较甲、乙两只灯泡的电阻大小关系了.由此可知，乙灯会更亮些.

二、注意区分，“额定”和“实际”大不相同

用电器在铭牌上标示的是额定电压和额定功率.对于用电器而言，额定电压、额定功率是唯一的，当把它接入实际电路时，加在它两端的是实际电压，消耗的是实际功率，所以实际电压、实际功率的值可能有无

数个，而情况只有三种U实>U额，P实>P额；

U实=U额，P实=P额；U实

额定功率与实际功率是两个不同的概念，在实际生活中，用电器工作时的电压往往不是额定电压，实际的电流、电功率也就不再与其对应的额定值相符.建议大家在书写公式要注意脚标，标清所用的是U实、U额还是P实、P额，防止在求解过程中弄混.

例3.有一只白炽灯泡，标有“PZ220―100”字样，当它接在110V的电路上时，实际消耗的电功率为多大？

对于本题，很显然在实际电压发生改变时，实际电流不可能等于额定电流而保持不变，在这个变化过程中，唯有电阻是由用电器本身的性质决定，在不考虑温度影响的情况下，可以认为R是恒定不变的，这也是我们在解决这类问题时建立等式的关键依据！

此时，我们选用R=U额

2/P额= U实

2/P实得到，当实际电压110V变为额定电压220V的1/2时，实际功率变为额定功率的1/4，即25W.

三、理解含义，理清解题思路

解答关于电能表的习题时，必须理解电能表上铭牌的含义，例如，“3000r/kW・h”的含义是每消耗一度电，电能表转盘转3000转.

例4.电能表是测量用电器消耗电能的仪表，小华想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确.于是，将标有“220V 3A”的用电器单独接入电路中，当该用电器正常工作5min后，电能表的转盘刚好转了110r，则该电能表每千瓦时的实际转数应是（）

A.2400rB.2000rC.1500rD.1200r

根据用电器的铭牌，利用P=UI计算出它的额定功率为660W，再通过P= W/t导出W=Pt，得到该用电器工作5分钟消耗电能为0.055 kW・h.因为电能表转速不变，可推理得到消耗0.055 kW・h电能，转盘转110r，那么消耗1 kW・h的电能，电能表转盘转2000r.理解了物理意义，问题就迎刃而解了.

四、全面审题，关注电路安全

电功率习题陷阱多，往往设置在研究电路安全上.

例5.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示.电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20ΩlA”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（）

A.电路中电流变化的范围是0.18A～ 0.5A

B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω

C.灯泡的最小功率是0.162W

D.该电路的最大功率是2.25W

在本题中，由于灯的额定电流小于电流表的最大测量值和滑动变阻器允许的最大电流值，所以为了保证电路中每个元件都安全，灯的额定电流0.5A就是电路实际最大电流.我们利用R=U/I求得此时电路总电阻为9Ω，再利用串联电路的电阻关系得Rp=R-RL= 4Ω，从而限定了滑动变阻器的滑动范围不能小于4Ω，否则小灯泡就烧坏了.可见选项B错误；由于电压表测滑动变阻器的电压最大为3V，则为了电压表安全，灯两端电压最小为1.5V时，此时电路中电流最小为I=U/RL= 1.5V/ 5Ω=0.3A，因而选项A错误；此时灯泡的功率最小，利用P=U2/R可得到P为0.45W.可见选项C错误；该电路的最大功率可以用P=UI=4.5V×0.5A=2.25W得出，因而答案为选项D.

电功率计算题型灵活，综合性强，要想学好电功、电功率这一章，同学们还需要进行多种题型的练习，熟能生巧.接下来，通过练结一些规律和技巧，在习题中运用技巧和规律解题，则会事半功倍.