剖析电功率改错题

　　“改错”是近两年出现的一种新题型，需要改错的地方一般也就是大家最容易错的地方。解答此类问题最关键的还是平时要有良好的分析题意的习惯、正确的解题思路与方法、规范的解题步骤。

 

　　典例1　如图1所示，“6V  3 W”的小灯泡L与额定功率为10W的电阻器R串联，电源电压大小为10V，且保持不变。闭合电键S，电流表、电压表示数分别为0．20A和2．4V，不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化，求： 

 

 

　　（1）电阻器R的阻值。

 

　　（2）整个电路消耗的实际功率。

 

　　王刚同学的求解如下：

 

　　（1）根据欧姆定律，电阻器的电阻；（2）因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器，所以整个电路消耗的电功率P=3W+10W=13。

 

　　请你指出王刚同学求解过程中存在的错误，并指出正确的解答。

 

　　[研析]（1）运用欧姆定律时一定要注意电压、电流、电阻要对应，即它们必须是同一导体或同一段电路的数值，才能进行计算，有时还需要是同一时刻的数值。本题中要计算电阻器R的电阻，只能用它两端的电压（10V-2．4V=7．6V）与它的电流值相除；（2）将额定功率与实际功率混为一谈，题目要求的是实际功率，而此时电路中的实际功率并不等于额定功率，因而不能直接进行计算。整个电路中的总实际功率可以由总电压与电流的乘积得出。

 

　　[答案]（1）电压不是电阻器的电压值R= U/I= （10V-2．4V）/0．20A =38Ω

 

　　（2）实际功率此时不等于额定功率P_总=UI=10V×0．20A=2W

 

小王同学的计算过程   　　灯泡电阻RL＝＝Ω＝1210Ω   　　当滑动变阻器的滑片在左端时   　　电阻R＝1210Ω   　　功率P＝＝W＝40W   　　当滑动变阻器的滑片在右端时   　　电阻R′＝1210Ω＋1210Ω＝2420Ω   　　功率P′＝=W＝20W   　　答：灯泡实际功率的变化范围是20W～40W

小李同学的计算过程   　　当滑动变阻器的滑片在左端时，灯泡的实际电压等于额定电压，实际功率等于额定功率为40W   　　当滑动变阻器的滑片在右端时   　　RL＝＝Ω＝1210Ω   　　UL＝U ＝×220V＝110V   　　灯泡的实际电压等于额定电压的   　　灯泡的实际功率等于额定功率的为20W   　　答：灯泡实际功率的变化范围是20W～40 W

 

　　典例2　在综合实践活动中，小王和小李同学设计的调光台灯的电路如图2所示。电源电压为220Ⅴ，灯泡规格为“220V 40W”，滑动变阻器的规格为“1210Ω 2A”。小王和小李同学分别计算了灯泡实际功率的变化范围，过程如下。小王和小李同学的计算过程是否正确？如有错误，请写出错误之处并作出对应的正确解答。 

 

 

　　解析：本题针对解答电功率题目过程中比较容易出错的几个环节设置“错误”，能充分考查出学生对于解答电功率问题的真实理解程度。两位同学的解法中，滑片在最左端使用了两种方法进行计算，其方法及结论都是正确的。关键是求滑片在最左端时的实际功率。解题时要注意从以下几点入手：1。同一性。求解某个电路的电功率必须要对应于应用它的电流、电压或电阻代入计算。2。额定电压、额定功率、实际电压、实际功率间的正确关系。

 

　　小王的解法中：计算电功率时没有注意到同一性。正确解法：P’=（）²R=（）²1210Ω=10W

 

　　小李的解法中：计算电功率时没有注意到功率与电压间关系。根据可知，灯泡的实际电压等于额定电压的，灯泡的实际功率等于额定功率的为10W。

 

　　例3．小华同学查阅课外资料时，获得一幅“220V 40W”白炽灯泡电流和电压的关系图象，如图3所示。从图象上能推知，白炽灯泡在不同电压下的实际电阻值。小华想：若将两只相同的这种灯泡串联在220V的电源上，两只灯泡实际消耗的总电功率会是多少呢？小华与小明同学交流了这一想法。

 

图3

 

　　小明给出以下解答：

 

　　

 

　　一只灯泡的电阻

 

　　两只灯泡串联接在220V的电源上，消耗的总电功率为：

 

　　你认为小明同学的解答是否正确？若不正确，请你说明不正确的原因，并给出正确的解答。

 

　　解析：小明同学的解答不正确。灯泡的电阻是随温度的变化而变化的。

 

　　正解：每只灯泡两端的实际电压是110V。由图象分析可知，110V电压下工作，通过灯泡的实际电流为0．155A（0．153 A—0．158 A），每只灯泡的实际功率P = UI = 110V×0．155A = 17．05W   （16．8W—17．4W）

 

　　P_总=2P= 2×17．05W = 34．1W   （33．6W—34．8W）