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MC1-0997-已知 A、B 两个设备的工作电压相同,若流过 A 的电流是 B 的 N 倍,则以下描述正确的是:(“x^m”表示“x 的 m 次方”)

MC1-0997 考的是两个设备工作电压相同时,电功率与电流的倍数关系。由功率定义式 P = U·I 可知,一方电流是另一方的 N 倍,其耗电功率就同样是 N 倍;平方关系只在电阻固定时才成立,开方与 N 分之一的关系更是方向错乱,均应排除。

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【题目编号】MC1-0997

【题目】已知 A、B 两个设备的工作电压相同,若流过 A 的电流是 B 的 N 倍,则以下描述正确的是:(“x^m”表示“x 的 m 次方”)

【答案】A

[A]A 所消耗的电功率是 B 的 N 倍

[B]A 所消耗的电功率是 B 的 N^(1/2)倍

[C]A 所消耗的电功率是 B 的 N^2 倍

[D]A 所消耗的电功率是 B 的 1/N 倍

考点速览

这道题把电功率(electric power)的定量关系和倍数思维绑在一起考。题干给出两个设备工作电压相同,流过其中一个的电流是另一个的 N 倍,问两者耗电功率差几倍。它属于电路基础里最直白的一类,不要求算出具体瓦数,只看能不能抓住“哪个量没变”这条线索。倍数题在验证题库里成串出现,答错的人往往不是不会公式,而是条件反射套错了公式。

功率公式的三种面孔

电功率的定义式是 P = U·I,功率等于电压与电流的乘积,单位是瓦特(W)。同一个物理量还有两种常用写法:P = I²R 和 P = U²/R。三个式子并不打架,把欧姆定律 U = I·R 代进去就能互相变形,选哪一个取决于题干给的是哪些已知量、钉住的是哪个量。

规律可以归纳成三条:电压固定时,功率与电流成正比;电阻固定时,功率与电流的平方成正比;电流固定时,功率与电压成正比。与哪个量成正比,取决于另一个量是否被钉死。本题明说两个设备工作电压相同,电流是唯一的变量,所以沿 P = U·I 这条线走,得到的是一次方关系,不是平方。

用具体数字验一遍

设 B 的工作电压十二伏、电流一安,它的功率就是十二伏乘一安,等于十二瓦。A 的工作电压同样是十二伏,电流是 B 的 N 倍即 N 安,功率为十二伏乘 N 安,等于十二乘 N 瓦。两者相除,十二乘 N 除以十二,比值正好是 N。

把 N 取成三,B 是十二瓦、A 是三十六瓦,三倍关系看得清清楚楚。换个数值也不影响结论:设电压二十四伏、B 的电流零点五安,B 的功率仍是十二瓦,A 的电流一点五安、功率三十六瓦,依旧是三倍。具体电压电流怎么换,倍数结果都不动,真正的约束只有“电压相同”这一条。

逐项辨析

选项 A 说 A 的功率是 B 的 N 倍,与 P = U·I 推出的结论一致,正确。

选项 B 说 A 是 B 的 N 的二分之一次方倍,凭空多出一个根号。开平方的关系只出现在交流电有效值与峰值之间、或者功率与电压的换算这类场合,本题条件里没有任何平方根的来源,这个选项属于把不相关的公式硬搬过来,错。

选项 C 说 A 是 B 的 N 平方倍,是把电阻固定时的那套关系错套了过来。电阻不变、只把电流加大到三倍,功率才会涨到九倍。本题固定的是电压而不是电阻,套平方等于把题干最关键的约束看丢了,错。

选项 D 说 A 是 B 的 N 分之一倍,方向整个反了。电流是别人的 N 倍,功率不可能缩到 N 分之一,那等于说耗电越猛越省电,与常识和公式都相悖,错。

什么时候才轮到平方关系

把两套结论分清,靠一句话:看谁不变。电压不变,功率随电流线性变化;电阻不变,功率随电流平方变化。对偶地,电流不变时功率随电压线性变化,电阻不变时功率随电压平方变化。

实际电路里这两种情形都常见。几只电阻串联,电流相同,各电阻分到的电压不同,功率按电压平方分配,阻值大的分到更多电压、也吃掉更多功率;几只电阻并联,电压相同,各自电流不同,功率按电流大小分配,阻值小的反而更费电。看题先圈出“相同”两个字,再决定用一次方还是平方,比背结论可靠。

还有单位这一层。电压用伏、电流用安、功率用瓦,算之前把毫安、千欧这类量级统一到基本单位,倍数关系才不会被单位换算搅乱。工程上常见的十二伏、二十四伏供电,电流差一倍,功率就差一倍,这是最直观的验证。

应试要点

电压相同,功率与电流成正比,电流翻几倍功率就翻几倍。电阻相同才谈平方。倍数题的固定动作是:先找题干里“相同”的那个量,再挑公式——已知电压和电流用 P = U·I,已知电流和电阻用 P = I²R,已知电压和电阻用 P = U²/R。见到 N 的平方、开根号、N 分之一这类倍数,先回头核对条件再下笔。

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