探究物理中电功率与电阻的关系

孙炳蔚

摘 要：文章从电功率与电阻概念入手，对物理中电功率与电阻之间的关系进行深入分析和研究，旨在帮助我们进一步把握二者之间的关系，更好地解决物理问题。

关键词：物理；电功率；电阻；关系

物理源于生活，最终回归到生活。物理学在发展过程中，其中的物理规律、定律都是通过无数次实验总结出来的。掌握电功率与电阻之间的关系，在解题时能够快速找到思路，提高解题效果。

1 电功率与电阻概念

电功率，是指电流在单位时间内做的功，用来表示消耗电能快慢的物理量。电阻是指限流元件，在电路中电阻是固定的两个引脚，它能够限制通过它连接的支路电流大小[1]。电阻值大小与元件的温度、材料及长度等要素关系密切。电阻能够将电能转变为热能，电流经过它时，便会形成内能，对电流产生一定阻挡力。它与电压、电流之间关系非常密切，是欧姆定律的重要组成部分。探究电功率与电阻之间的关系，能够帮助我们进一步把握物理知识发展规律，且能够满足学生对知识的学习需求，为知识的运用提供指导。欧姆定律难点在于导体内电流与电压、电阻之间的关系，我们在最初学习时，难以理解控制变量研究物理规律，电功率、电阻及电流构成了物理知识的三大要素，为此针对电功率与电阻之间的关系，我们可以借助物理实验进行假设、分析，以此来得出结论。

2 物理中电功率与电阻之间的关系

结合电功率机基本公式P=UI，可以确定随着电压增加，那么功率也会随之增加；经过的电流越大，那么功率也越大。而电功率与电阻之间是否存在关系，需要我们通过物理实验予以探究和验证。具体实验分析过程如下：

2.1 探究过程

针对“当电压不变时，电功率与电阻关系。”我们在实验前，做出假设，当电压不变前提下，电阻越小，那么电流越大，且电功率也越大。在实验中，将电阻箱接入到为3V的电路当中，电功率可以借助电力表测量出具体数值，图1是实验设计。闭合开关，以改变电阻箱内的阻值，并一次做好记录，如表1。

单纯观察数据难以发现电功率与电阻之间的关系，不够直观，将其绘制为具体的图象，能够显示出二者之间的关系。当电压保持不变时，电阻越大，对应的电功率越小。但是否成反比难以判断。因此我们可以判断P与l/R之间的函数图象，可见，电功率与电阻之间在电压不变情况下，二者呈现反比关系。

对于“电流相同时，电阻越小，电功率越小。”在实验时，要在同一电路内串联两个电阻箱，同时保持电压稳定，分别控制两个电阻箱的阻值，但需要注意的是，在电阻和不变情况下对阻值进行调整。根据I=U/R，电压保持不变，电路中的总电阻R也不变，当R1+R2=10Ω，闭合开关后，分别改变电阻记录数据，并将数据绘制到图象当中，可以直观发现电流不变时，电功率与电阻之间呈正比。通过上述实验分析和研究，我们能够判断出在不同情况下，电功率与电阻之间的关系，在图象的支持下，能够更加直观的看到二者之间的关系，提高实验研究有效性。

2.2 实践应用

根据上述探究结果来看，能够得出两个结论，即当电压处于不变状态时，电功率与电阻之间呈反比关系；电流不变时，电功率与电阻之间呈正比关系。在解题时，前者适用于用电器并联功率问题，而后者则用于解决用电器串联功率问题[2]。当用电器并联时，两端电压保持一致性，一般来说可以运用P=U2/R来计算。反之，当用电器处于串聯状态下，通过的电流保持不变，那么可以利用P=I2R计算出功率。

为了进一步把握电功率与电阻之间的关系，可以通过具体问题进行分析。

例1：将阻值分别为100Ω和200Ω的电阻丝R1R2并联到家庭电路当中，哪个电阻功率更大？如果以串联形式接入到电路当中，那么哪个功率大？

解析：当处于并联状态时，电压保持一致，故根据P=U2/R可知，当电压处于固定时，电功率与电阻之间呈反比关系。当电流保持一致时，电功率与电阻之间呈正比关系。

例2：某同学为了探究“电功率与电阻”之间的关系，选择电压为6V的两个灯泡，将灯泡串联到一起开始探究，当闭合开关时，发现灯L1微微发光，灯L2几乎不发光，思考两灯额定电功率之间的关系。

解析：根据灯发光状态来看，灯L1等功率更大，且二者之间属于串联关系，计算二者的电流，最终能够判断出R1>R2，且P1

通过实验，能够明确电功率与电阻之间的定量关系，促使学生能够使用电压表、电流表测量一段导体的电压与电流。但是在具体实验过程中，需要我们注意的是，针对电路的连接，要确保开关断开，确认电路无误后然后操作电阻器，相互配合，加大对物理实验过程的观察力度，从而得出具体的结论。

3 结论

根据上文所述，物理知识的学习是一个漫长过程，物理规律、定律等能够为物理问题的解决提供支持和参考。针对电功率与电阻之间关系的分析，我们从电压不变、电流不变两个角度入手，进行了实验分析，得出了相应的结论，进一步认识到了电功率与电阻之间的关系。在物理问题解决过程中，我们要把握电功率与电阻之间的关系，结合已知条件分析和解决问题。

参考文献

[1]孙松等.实验探究电功率与电阻的关系[J].初中生世界（初三物理版），2009，（Z6）：22-23.

[2]张宏俊等.探究电功率与电阻的关系[J].初中生世界（九年级物理），2011，（Z5）：28-30.