步入初中之后, 我逐渐发觉, 闺女在物理电功率计算方面存在一个问题, 她把三个公式都背下来了, 分别是P=UI、P=I²R、P=U²/R, 默写的时候从来不会出错, 可是一旦碰到具体的题目, 要用哪个公式就开始犯迷糊, 有这样一道题, 内容是一个定值电阻R=10Ω, 两端电压U=6V, 让求电功率, 她一开始写P=UI, 接着就停住了, 说I的值不知道, 又翻回去用欧姆定律求出I=0.6A, 再代回到P=UI得出结果是3.6W, 答案是正确的, 然而却绕了好大一圈。我表示奇了怪，你为啥不直接运用P=U²/R, U是清楚的, R也是清楚的, 6²除以10等于3.6W这样一步就能得出答案。结果她讲她当时脑子当中三个公式一块猛然冒出来, 拿不准哪一个是不需要电流参与计算的。
转到下面的一道题目: “电炉丝具备50Ω的电阻, 有2A的电流通过, 求取功率的值。”这次她变机灵了, 没有绕到电压上去, 直接通过P=I²R得出结论是200W。我给予肯定, 不过要求她再翻一道串联电路的题目看一看, 结果她又困惑住了。“有两个灯泡在6V的电路里串联着, L1上标记着6V 3W, L2上标记着6V 6W, 求它们实际功率的比值。”她先是计算电阻, 然后运用I²R进行比率计算, 最终做对了。然而做完之后跟我说, 假使题目变为并联的情况, 她或许又要重新思考公式了。
这便是电功率计算里最为绕弯的所在, 并非公式记不住, 而是三个公式各自有着适用的场景, 不查看电路类型就胡乱套用, 后来我带着她把串并联的规律以及公式选择捆绑在一起, 练习了几道题目之后她讲, 原来选择公式并非依靠猜测, 而是看电路怎样连接。
串联电路存在这样的特点, 即电流在各处都呈现出相等的状态。所以呢, 在串联这种电路连接方式里, 若要去比较不同用电器的功率, 采用包含电流的公式P=I²R, 会是最为便利的做法。由于电流是相同的, 那么功率与电阻之间呈现出成正比的关系, 也就是电阻较大的那个用电器, 其功率会更大。此种情况下, 无需去计算电压, 也不用算出电流的具体数值, 直接运用比例关系就能解决问题了。并联电路具备电压在各处都相等的特性。因而, 在并联这种电路连接形式中, 要是想比较不同用电器的功率, 使用包含电压的公式P=U²/R, 是最为便捷的。因为电压是相同的, 功率跟电阻成反比, 这意味着电阻较小的用电器, 功率会更大。同样, 不用去计算电流, 直接依据比例就能得出结果。
如果题目并非去比较两个用电器, 仅仅是求一个用电器的功率, 那就要看所给的已知条件是什么了。要是已知U和R, 那就运用P=U²/R这个公式；要是已知I和R, 那就运用P=I²R这个公式；要是已知U和I, 那就运用P=UI这个公式。这里的三个公式不存在优劣之分, 要依据条件去选最直接的那一个公式。
第二步：串联用I²R功率初中物理，并联用U²/R，反向验证一遍。
关于那两个灯泡的题目, 她头一回做之际采用的是I²R。我讲让她换个法子再度核验一遍, 因为串联电流是相等的, 所以先借助电阻分压算出每个灯泡两端的电压, 接着再使用P=U²/R来计算功率, 瞧瞧结果是不是一样。她进行了一次计算, 结果是相符的。这两个公式彼此相互验证, 在考试之时要是时间比较充足的话, 能够多出一层保障。
第三步：注意纯电阻电路这个前提。
公式P=I²R以及公式P=U²/R, 仅适用于纯电阻类型的电路, 也就是那种电能能够全部转变为内能的电路, 比如说电炉, 还有白炽灯。要是电路里面存在电动机, 电能会转化成机械能, 那上述这两个公式不能够用来计算总的功率, 此时只能运用公式P=UI。在初中阶段, 大部分的电功率计算题目所涉及的都是纯电阻电路, 然而在选择题当中, 偶尔会出现像“电动机工作的时候, 下列哪一个公式并不适用”这样的考查方式, 要是提前知晓了这个容易出错的点, 那就不容易犯错。
若要进行电功率计算, 在选择三个公式中的哪一个时, 首先得看电路是串联的还是并联的, 串那联时电流是相等的, 此时比较功率得用那P等于I平方乘以R, 功率跟电阻成正比例关系, 而并联时电压是相等的, 比较功率就用那P等于U平方除以R, 功率此时跟电阻成反比例关系, 当只求一那用到用一个上用电器时, 需看给的已知条件是U还是I, 从而选择最直接的公式, 对于纯电阻电路这三个公式是通用的, 要是有电动机那就只能选用P等于UI。
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