電功率題型綜合練習(xí)及解答電功率作為電學(xué)的核心概念之一，貫穿于從基礎(chǔ)電路分析到復(fù)雜電路設(shè)計(jì)的各個(gè)層面。掌握電功率的計(jì)算與應(yīng)用，不僅需要深刻理解其物理意義，更需要通過(guò)多樣化的題型練習(xí)來(lái)鞏固和深化。本文將通過(guò)一系列典型例題的解析，幫助讀者梳理電功率相關(guān)知識(shí)體系，提升解題能力與思維靈活性。一、基礎(chǔ)概念辨析與簡(jiǎn)單計(jì)算例題1：關(guān)于電功率，下列說(shuō)法中正確的是（）A.電流通過(guò)導(dǎo)體消耗的電能越多，電功率越大B.單位時(shí)間內(nèi)電流做功越多，電功率越大C.電阻越大，電功率一定越大D.電壓越高，電功率一定越大解答與分析：電功率是表示電流做功快慢的物理量，其定義式為\(P=\frac{W}{t}\)，即單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功。因此，選項(xiàng)B正確。選項(xiàng)A錯(cuò)誤，因?yàn)橄碾娔芏啵羲脮r(shí)間很長(zhǎng)，電功率未必大。選項(xiàng)C和D錯(cuò)誤，因?yàn)殡姽β实拇笮∮呻妷?、電流和電阻等多個(gè)因素共同決定。根據(jù)公式\(P=UI\)、\(P=I^2R\)或\(P=\frac{U^2}{R}\)，僅電阻或僅電壓一個(gè)因素?zé)o法確定電功率的大小。例如，電阻大時(shí)，若電流很小，電功率也可能很?。浑妷焊邥r(shí)，若電流為零，電功率也為零。例題2：一個(gè)標(biāo)有“220V40W”的白熾燈泡，正常工作時(shí)的電流是多少？燈絲的電阻是多少？若將其接在110V的電路中，其實(shí)際功率約為多少（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）？解答與分析：（1）燈泡正常工作時(shí)，其兩端電壓為額定電壓\(U_{額}=220V\)，消耗的功率為額定功率\(P_{額}=40W\)。根據(jù)\(P=UI\)，可得正常工作電流\(I_{額}=\frac{P_{額}}{U_{額}}=\frac{40W}{220V}\approx0.18A\)。（2）燈絲電阻可由\(P=\frac{U^2}{R}\)變形得到\(R=\frac{U_{額}^2}{P_{額}}\)。代入數(shù)據(jù)：\(R=\frac{(220V)^2}{40W}=1210\Omega\)。（3）當(dāng)接在110V電路中時(shí)，不考慮溫度對(duì)電阻的影響，燈絲電阻仍為1210Ω。實(shí)際功率\(P_{實(shí)}=\frac{U_{實(shí)}^2}{R}=\frac{(110V)^2}{1210\Omega}=10W\)。這里可以觀察到，當(dāng)電壓變?yōu)轭~定電壓的一半時(shí)，功率變?yōu)轭~定功率的四分之一，這是\(P=\frac{U^2}{R}\)公式在電阻不變情況下的直接應(yīng)用。二、串聯(lián)與并聯(lián)電路中的電功率例題3：有兩個(gè)定值電阻\(R_1\)和\(R_2\)，其阻值之比\(R_1:R_2=1:2\)。（1）若將它們串聯(lián)在電路中，通過(guò)它們的電流之比為_(kāi)_____，它們消耗的電功率之比為_(kāi)_____。（2）若將它們并聯(lián)在電路中，它們兩端的電壓之比為_(kāi)_____，它們消耗的電功率之比為_(kāi)_____。解答與分析：（1）串聯(lián)電路中，電流處處相等，因此通過(guò)\(R_1\)和\(R_2\)的電流之比\(I_1:I_2=1:1\)。電功率\(P=I^2R\)，在電流\(I\)相同時(shí)，\(P\)與\(R\)成正比。故\(P_1:P_2=R_1:R_2=1:2\)。（2）并聯(lián)電路中，各支路兩端電壓相等，因此\(R_1\)和\(R_2\)兩端的電壓之比\(U_1:U_2=1:1\)。電功率\(P=\frac{U^2}{R}\)，在電壓\(U\)相同時(shí)，\(P\)與\(R\)成反比。故\(P_1:P_2=R_2:R_1=2:1\)。此例題清晰地展示了串并聯(lián)電路中，利用電流、電壓特點(diǎn)結(jié)合電功率公式分析功率關(guān)系的基本方法。例題4：一個(gè)“6V3W”的小燈泡\(L_1\)和一個(gè)“6V6W”的小燈泡\(L_2\)，串聯(lián)后接在12V的電源兩端，兩燈泡的實(shí)際功率分別為多少？哪個(gè)燈泡更亮？（假設(shè)燈絲電阻不變）解答與分析：首先，根據(jù)額定電壓和額定功率求出兩燈泡的電阻。對(duì)于\(L_1\)：\(R_1=\frac{U_{額1}^2}{P_{額1}}=\frac{(6V)^2}{3W}=12\Omega\)。對(duì)于\(L_2\)：\(R_2=\frac{U_{額2}^2}{P_{額2}}=\frac{(6V)^2}{6W}=6\Omega\)。串聯(lián)電路總電阻\(R_{總}(cāng)=R_1+R_2=12\Omega+6\Omega=18\Omega\)。串聯(lián)電路電流\(I=\frac{U}{R_{總}(cāng)}=\frac{12V}{18\Omega}=\frac{2}{3}A\approx0.67A\)。\(L_1\)的實(shí)際功率\(P_1=I^2R_1=(\frac{2}{3}A)^2\times12\Omega=\frac{4}{9}\times12W=\frac{16}{3}W\approx5.33W\)。\(L_2\)的實(shí)際功率\(P_2=I^2R_2=(\frac{2}{3}A)^2\times6\Omega=\frac{4}{9}\times6W=\frac{8}{3}W\approx2.67W\)。燈泡的亮度由實(shí)際功率決定，\(P_1>P_2\)，因此\(L_1\)更亮。這里需要注意，雖然\(L_2\)的額定功率更大，但在串聯(lián)電路中，電阻大的用電器分得的電壓和功率更大。三、綜合應(yīng)用題與拓展例題5：某同學(xué)家的電能表上標(biāo)有“220V10A”字樣，他家現(xiàn)有用電器：一臺(tái)電視機(jī)（約100W）、一臺(tái)冰箱（約150W）、兩盞照明燈（每盞40W）。（1）這些用電器同時(shí)工作時(shí)，總功率是多少？干路電流是多少？（2）若再接入一個(gè)1500W的電熱水器，這些用電器還能同時(shí)工作嗎？為什么？解答與分析：（1）各用電器功率之和即為總功率：\(P_{總}(cāng)=100W+150W+2\times40W=100W+150W+80W=330W\)。根據(jù)\(P=UI\)，干路電流\(I_{總}(cāng)=\frac{P_{總}(cāng)}{U}=\frac{330W}{220V}=1.5A\)。（2）接入電熱水器后，新的總功率\(P'_{總}(cāng)=330W+1500W=1830W\)。電能表允許的最大總功率\(P_{max}=UI_{max}=220V\times10A=2200W\)。因?yàn)閈(1830W<2200W\)，從功率角度看似乎可以。但實(shí)際使用中，還需考慮電路中是否有其他潛在負(fù)載以及用電安全余量。不過(guò)僅從題目給定數(shù)據(jù)判斷，理論上可以同時(shí)工作。此題將電功率計(jì)算與生活中的電能表應(yīng)用相結(jié)合，體現(xiàn)了物理知識(shí)的實(shí)用性。例題6：在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，定值電阻\(R_0=10\Omega\)，滑動(dòng)變阻器\(R\)的最大阻值為20Ω。當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A；當(dāng)滑片P在最右端時(shí)，電路的總功率為多少？（*此處假設(shè)有一個(gè)簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路：電源、開(kāi)關(guān)、電流表、定值電阻\(R_0\)、滑動(dòng)變阻器\(R\)串聯(lián)，滑片P在最左端時(shí)\(R\)接入電阻為0，在最右端時(shí)\(R\)接入電阻最大20Ω*）解答與分析：當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻\(R=0\Omega\)，電路中只有\(zhòng)(R_0\)。根據(jù)\(I=\frac{U}{R}\)，電源電壓\(U=IR_0=0.3A\times10\Omega=3V\)。當(dāng)滑片P在最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入最大電阻\(R=20\Omega\)，此時(shí)電路總電阻\(R_{總}(cāng)=R_0+R=10\Omega+20\Omega=30\Omega\)。電路總功率\(P_{總}(cāng)=\frac{U^2}{R_{總}(cāng)}=\frac{(3V)^2}{30\Omega}=0.3W\)?；蛘?，先求電流\(I'=\frac{U}{R_{總}(cāng)}=\frac{3V}{30\Omega}=0.1A\)，再求\(P_{總}(cāng)=UI'=3V\times0.1A=0.3W\)，結(jié)果一致。此題為動(dòng)態(tài)電路中的電功率計(jì)算，關(guān)鍵在于抓住電源電壓不變這一隱含條件。四、解題方法總結(jié)與注意事項(xiàng)1.深刻理解概念：電功率是表示電流做功快慢的物理量，區(qū)分額定功率（用電器正常工作時(shí)的功率）和實(shí)際功率（用電器在實(shí)際電壓下的功率）是解題的前提。2.靈活選用公式：定義式\(P=\frac{W}{t}\)和\(P=UI\)適用于所有電路；導(dǎo)出公式\(P=I^2R\)和\(P=\frac{U^2}{R}\)僅適用于純電阻電路。在串聯(lián)電路中，電流相等，優(yōu)先考慮\(P=I^2R\)；在并聯(lián)電路中，電壓相等，優(yōu)先考慮\(P=\frac{U^2}{R}\)。3.抓住電路特點(diǎn)：分析電路的連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)），利用串并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的規(guī)律，結(jié)合電功率公式進(jìn)行求解。4.注意單位統(tǒng)一：計(jì)算時(shí)，各物理量的單位要統(tǒng)一到國(guó)際單位制中，即功率（W）、電壓（V）、電流（A）、電阻（Ω）、電能（J）、時(shí)間（s）。若電能用“度”（kWh），時(shí)