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探究电功率与电阻关系 　　提到电功率，同学们会自然想到数学表达式P=UI.而U=IR，由此很容易导出电功率的两个公式P=I2R、P=U2／R.这两个公式中，可以明显地看出：电功率P与电阻之间存在着某种关系.依据通常控制变量的思路，会立即导出这样的结论：“电流一定时，电功率与电阻成正比；若电压一定时，电功率与电阻成反比”.电流和电压均发生变化时，电功率与电阻之间存着什么关系呢？究竟是正比还是反比关系？使用公式处理问题时，是否存在前提限制条件？串联电路里电流处处相等，并联用电器两端电压相等，串联电路和并联电路中的电功率与电阻有何关系？ 　　 　　―、实验探究电功率与电阻的关系 　　 　　由学到的有关电功率知识可知，实验探究电功率与电阻的关系，就是要改变电阻的大小，测量该电阻电功率，观察电功率随电阻的变化情况，收集、分析数据得出结论.测量用电器电功率的方法有两种：―是选择电能表和秒表（P=W／t），二是选择电流表和电压表（P=UI）.实验室测量电阻的电功率通常选用电流表和电压表进行. 　　依据P=I2R和P=U2／R可知，探究过程中，要控制电流或电压不变，电路连接图如图1示. 　　 　　1.控制电压不变时，实验记录及数据处理 　　实验数据记录（U=3V） 　　 　　分析表中数据，我们很难看出电功率P与R之间的关系，这时我们通过图像法来寻找他们之间的关系.在直角坐标系中作出P与R的图像如图2所示. 　　 　　从图2中可以看出：当电压一定时，电阻越大，电功率越小.但是否就一定成反比还不能确定，为此我们可以作出如图3所示的P与1／R的图像. 　　电功率P-1／R图像表明： 　　当电压不变时，P与1／R成正比，即当电压不变时，电功率与电阻成反比. 　　2.控制电流不变，实验记录及数据处理 　　实验数据记录：（I=0．5A） 　　实验结果的分析：在直角坐标系中作出电功率P-R关系图像，如图4所示 　　 　　分析图像可得到：当电流不变时，电功率与电阻成正比. 　　通过上述实验探究，我们可以得到两个结论：（1）电压不变时，电功率与电阻成反比；（2）电流不变时，电功率与电阻成正比. 　　 　　二、探究P=UI、P=I2R、P=U2/R使用时的条件 　　 　　电功率的导出公式有：P=UI、P=I2R、P=U2/R.这些公式在使用时是否等价？如不等价，是否存在着前提条件的限制？我们结合两个实例来研究这一问题. 　　 　　例1 如图5所示，是电动车动力系统示意图，电动车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度.当电动车速度最大时，电压表示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为________W，若电动机线圈内阻为0．4Ω，则电动机的发热功率为________W. 　　解电动机消耗的功率为 　　P1=UI=180V×15A=2700W. 　　根据焦耳定律可知发热功率为 　　P2=I2R=（15A）2×0．4Ω=90W. 　　例2一台电动机正常工作时线圈两端的电压为U，线圈的电阻为r，线圈中的电流为I，则电动机正常工作时线圈的发热功率为_____________，电能转化为机械能的效率为（摩擦不计）_____________. 　　解 电动机功率为P1=UI， 　　由焦耳定律可知，发热功率为P2=I2r， 　　电动机转化为机械能的效率为 　　η＝［（UI-I2r）／UI］×100％. 　　上述两道例题中，P1≠P2，这是为什么?当电能全部转化为内能时，P=UI、P=I2R、P=U2／R计算的结果是一致的.如果电能不是全部转化为内能时，P=UI求出的功率是全部功率，它包含电能转化内能的功率、机械能的功率、化学能的功率等全部功率，而P=I2R、P=U2／R求出的仅是电能转化为内能的功率. 　　1.如果电路中用电器工作时，电能全部转化为内能，如电炉、电灯、电烙铁等电路，推算电功率时，可以根据提供给我们的条件选用P=UI、P=I2R、P=U2／R中的任何一个. 　　2.如果电路中用电器工作时，电能不是全部转化为内能，如电风扇、电动机、日光灯、高压输电线路等，推算电路中的电功率时，应用P=UI来计算电路中的总电功率，求电能转化为内能的功率，则应用公式P=I2R来算. 　　三、探讨串并联电路中的电功率与电阻的关系 　　我们知道在串联电路中，电流处处相等，电压的分配与电阻成正比，即U1∶U2=R1∶R2；在并联电路中，导体两端的电压相等，电流的分配与电阻成反比，即I1∶I2=R2∶R1.那么串、并联电路中，电功率与电阻之间有没有关系呢? 　　1.探讨串联电路中电功率与电阻的关系 　　 　　如图6所示，电阻R1与R2串联在电路中，推导R1、