例谈高中物理恒定电流解题策略

2017-05-17辽宁省盘锦市辽河油田第一高级中学124010刘政昂

数理化解题研究 2017年10期

关键词：电功率灯泡电动机

辽宁省盘锦市辽河油田第一高级中学(124010) 刘政昂●

例谈高中物理恒定电流解题策略

辽宁省盘锦市辽河油田第一高级中学(124010)
刘政昂●

高中物理恒定电流这部分知识的学习课的重点内容，也是考试的重点内容，要提高恒定电流的解题效率，就要打牢基础知识，掌握一定的方法策略，才能正确解题.

高中物理；恒定电流；解题策略

恒定电流作为电学的基础知识，在高中物理学中占有重要地位，要学好这部分知识，就要以电阻定律、欧姆定律、焦耳定律为核心，展开延伸拓展训练，注重加强解题方法策略的学习运用，才能提高学习成绩.

一、闭合电路的欧姆定律解题策略

利用闭合电路的欧姆定律进行直流电路的解题分析与计算时，需要把握好电压、电流、电阻、电热、电动势内阻、电功率这几个物理量，掌握好电阻定律和欧姆定律的运用方法，搞明白串并联电路的特点和规律，深入理解和准确掌握闭合电路的路端电压和电源电动势与内阻之间的关系非常重要，也是解题的关键.

例1 (2014.上海卷)在图1的闭合电路中，三个电阻R1=R、R2=2R、R3=4R，当开关S2闭合、S1断开时，电源的输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源的输出功率完全确定为P0.求：(1)电源电动势为多少？(2)当S1、 S2两个开关都断开时，电源的总功率为是多少？

解析 (1)当开关S2闭合、S1断开时，电路中的电流，；当开关S2断开、S1闭合时，电路中的电流，；因为P0相同，由此可得，可求出r=2R；当开关S1、S2都断开时，电流，电源总功率P.

二、电功和电功率解题策略

进行电功电功率和电热方面的解题时，掌握好电阻定律、欧姆定律与焦耳定律这三个定律的运用方法，要搞清楚电功和电热相互之间的能量转换关系.要搞清楚电功率与热功率之间的关系.在只有纯电阻元件的电路中，电功率才能等于热功率，如电炉子、电熨斗等；而在非纯电阻电路中，在电功率中有一部分转化为了热功率(内能)，如电风扇、电机、电解槽等.

例2 一个灯泡上标明“220V，60W”字样，其工作在额定电压下时，灯丝的电流多少？假如线路上的电压降到200V时，灯泡的功率是多少？(假定灯丝电阻不随温度变化)

解析从灯泡标明的字样可知灯泡的额定电压(即正常工作电压)是 220V，只有在此电压时，灯泡的功率才是额定功率60W.如果实际电压满足220V，灯泡的功率就不是60W，从题目可知灯泡等效成一个阻值不变的电阻.(1)灯泡的电流 =0.27A，灯泡电阻 .(2)灯泡实际功率.

点评根据可知，在用电器电阻R不变时，P∝U2，此时可用来计算，这样不用再求灯丝电阻.从本题知用电器实际功率，是由加在用电器两端的实际电压决定的.

例3 某小型电风扇的直流电动机内阻一定，当电风扇加上0．3V电压后，电动机不转，此时电机电流为0．3A；当电动机两端电压变为2V时，电流为0．8A，此时电动机能正常工作，求：电风扇的效率是多少？

解析：当电压为0.3V时，电动机不转，说明电动机无机械能输出，电动机消耗的电能全部变成了内能.由于电动机可等效成纯电阻，可求出，当电压为2V，电流是0．8A，此时电动机正常工作，产生机械能，此时电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能是机械能与内能之和.变成的热功率P热=I2r=0．82×1= 0．64W，总功率P总= IU=0．8×2=1．6W，电动机效率.

点评要掌握电器正常工作的条件，即用电器两端的实际电压、实际电流等于其额定电压、额定电流，要会灵活选用等效条件，简化解题过程.