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[!--downpath--]眾所周知,熱學(xué)在數(shù)學(xué)高考中占有很大一部份分值,有關(guān)電功率的估算經(jīng)常在高考中以多種題型出現(xiàn)。好多中學(xué)生面對(duì)電功率的估算卻常常束手無(wú)策,致使高考數(shù)學(xué)成績(jī)較低。本文對(duì)有關(guān)電功率的常見(jiàn)題型及解題方法進(jìn)行了較細(xì)致的歸納和總結(jié),對(duì)中學(xué)生學(xué)習(xí)電功率有一定的指導(dǎo)意義。
我們曉得電功率的意義是什么,電功率的估算公式有四種方式:①定義式:P=W/t。②普適式:P=UI,由歐姆定理導(dǎo)入的。③式P=I2R。④式P=U2/R。因?yàn)楣蕉啵袑W(xué)生在解題時(shí)就非常沮喪,不曉得選哪一個(gè)。實(shí)際上方式很簡(jiǎn)單,解決電功率問(wèn)題的基本方式是一定要讀準(zhǔn)題中的已知量,最基本的方式是已知哪些用哪些。
一、公式基本用法
高中階段對(duì)于電動(dòng)機(jī)的電路只能用P=W/t或P=UI,通常情況下,按照題中的條件多用P=UI。不僅電動(dòng)機(jī)的電路,電功率的四個(gè)公式可以通用。這么怎樣恰當(dāng)選擇公式呢?
(1)定義式:P=W/t。已知P、W、t中的任意兩個(gè)數(shù)學(xué)量,求第三個(gè)化學(xué)量。這樣就有了另外兩個(gè)公式W=Pt和t=W/p。使用這三個(gè)公式時(shí)應(yīng)注意公式中單位的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常有兩種對(duì)應(yīng)關(guān)系:①電功的單位千瓦時(shí),功率的單位千瓦,時(shí)間的單位小時(shí),這三個(gè)單位是對(duì)應(yīng)的。②電功的單位焦耳、功率的單位瓦特、時(shí)間的單位秒,這三個(gè)單位是對(duì)應(yīng)的。倘若不是以上兩種對(duì)應(yīng)關(guān)系,則應(yīng)注意單位的互化。
例題:近期甬江兩岸燈光景色整修工程竣工,江濱景色愈發(fā)美麗,又節(jié)能環(huán)保。其中福鼎洲二橋換上了約3000盞新型LED燈,燈的功率由原先的28W弄成了13W。若這種景色燈每天工作3h,則一個(gè)月(按30天估算)節(jié)約的電能()kW?h,節(jié)約下的電能可使額定功率為1000W的電熱水壺正常工作()h。答案:4.05×103,4.05×103。
(2)普適式:P=UI。通常有兩種用法:①已知U、I求P。②已知P額、U額,求I額,I額=P額/U額。注意題中有正常發(fā)光或正常工作這樣的關(guān)鍵字,或則由題中條件能確切判別出用家電是正常工作的,這些情況通常用這個(gè)公式。
例題:一個(gè)“12V、6W”的小燈泡,假如接在36V電源上,為使其正常發(fā)光,需串聯(lián)一個(gè)()Ω的阻值,該內(nèi)阻消耗的功率是()W。
答案:①必須串聯(lián)一個(gè)48Ω的阻值。②電阻消耗的功率為12W。
(3)P=I2R通常有三種用法:①已知I,R求P。②已知P,R求I。③兩個(gè)內(nèi)阻(或兩燈)串聯(lián)比較實(shí)際功率P1∶P2=R1∶R2。
(4)P=U2/R通常有三種用法:①已知U、R、P中的兩個(gè),求另一個(gè)。公式的具體方式分別是:P=U2/R、R=U額2/P額、U2=PR。②并聯(lián)P1∶P2=R2∶R1。③同一個(gè)用家電P實(shí)∶P額=U2實(shí)∶U2額。
若是兩用家電并聯(lián)求功率,通常用P=U2/R較便捷。若是二者串聯(lián)求其中一個(gè)用家電的功率,通常用P=I2R較便捷。
下邊是公式用法綜合舉例。例題:甲乙兩只普通照明燈泡的標(biāo)牌標(biāo)有“220V、25W”和“220V、100W”,則下述說(shuō)法正確的是:A.甲燈的實(shí)際功率一定是25W。B.乙燈接在110V的電路中,它的實(shí)際功率為50W。C.兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈鎢絲內(nèi)阻大。D.兩燈均正常發(fā)光時(shí),乙燈消耗的電能多。答案為C。
二、解決電功率綜合問(wèn)題的基本步驟
①明確電路的聯(lián)接關(guān)系,那個(gè)器件與那個(gè)器件串聯(lián)或并聯(lián),那個(gè)器件被漏電,那個(gè)用家電是正常工作的,并在解題時(shí)寫(xiě)出。②弄清造成電路聯(lián)接關(guān)系變化的緣由是開(kāi)關(guān)的斷掉、閉合,還是滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)造成變化。③明確電流表、電流表測(cè)的是哪部份電路的電流和電壓。④利用串、并聯(lián)的特征列式,捉住電路中的不變量(如電源電流不變或內(nèi)阻不變)求解。
三、學(xué)會(huì)總結(jié)解題規(guī)律及方法
(1)運(yùn)用電能表標(biāo)牌求電功率的題基本解題思路如下:先用W=n/N求出消耗的電能,再用P=W/t求P。假如需求U實(shí),可利用用家電標(biāo)牌求內(nèi)阻R=U額2/P額,再用U2=PR求U實(shí)。
例題:如圖所示(圖略)是某機(jī)型電熱水壺標(biāo)牌,壺中裝有1.8L氣溫為20℃的水,求:①將水燒開(kāi),水吸收的熱量是多少?②若在電熱水壺工作時(shí),標(biāo)有“3000r/kW?h”的電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn),電路的實(shí)際電流是多少?③不計(jì)熱損失,此時(shí)燒開(kāi)一壺水大概須要多少時(shí)間?答案:①6.048×105J電功率的意義是什么,②200V,③604.8s。
(2)家庭電路中燉鍋、熱水器、電床墊等用家電低溫檔、低溫檔通常用P=U2/R確定。例題:一臺(tái)電烤爐的標(biāo)牌如下:額定電流:220V;額定功率:低溫檔1100W、低溫檔440W;電源頻度:50Hz.其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示(圖略),R1和R2均為電熱絲。求:①電烤爐在低溫檔正常工作15min所消耗的電能;②電烤爐在高溫檔正常工作時(shí),R2的電阻是多少?答案:①9.9×105J。②66Ω。
(3)確定用家電正常工作后,通常情況下解題關(guān)鍵是依據(jù)所給標(biāo)牌求電壓,再依照此題是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,并運(yùn)用串并聯(lián)電路的規(guī)律求其他量。若能確定該用家電不是正常工作的,通常情況下首要一步是依據(jù)所給標(biāo)牌求內(nèi)阻,再運(yùn)用串并聯(lián)電路規(guī)律求其他量。
(山東省肇源縣第一中學(xué))