【题目编号】MC1-0990
【题目】一个电阻负载两端电压为 U,流过的电流为 I。关于该负载的电阻 R 和所消耗的功率 P,以下描述正确的是:(“x^m”表示“x 的 m 次方”)
【答案】A
[A]R=U/I; P=U×I
[B]R=U×I;P=U/I
[C]R=U×I;P=U/ I^2
[D]R=U×I;P=U/ I
考点速览
这道题考的是已知负载两端电压 U 与流过电流 I,反求电阻 R 和功率 P。它对应最原始、最直接的两个式子:电阻等于电压除以电流,功率等于电压乘电流。这两个式子也是用伏安法测电阻、读电表估算功率时最常用的工具,几乎贯穿所有电学测量场景。
原理与依据
欧姆定律写成电流等于电压除以电阻,两边做代数变换,把电阻解出来,就得到电阻等于电压除以电流。这是电阻定义式的直接来源,含义是电阻等于它两端的电压除以流过的电流。单位上,伏特除以安培正好等于欧姆,量纲完全自洽。已知电压和电流时,这是求电阻的唯一正确写法,也正是万用表测量电阻所依据的基本原理。
电功率的定义式就是功率等于电压乘电流,即功率等于电压与电流的乘积,单位是瓦特。它不需要任何变形,直接代入两个已知量即可。在直流和纯电阻交流电路里,这个式子恒成立,是三个功率形式里最根本的一个,另外两个功率形式都由它和欧姆定律导出。可以说,电压乘电流就是功率的"原始定义"。
用一组具体数字验证:一个负载接在二百二十伏电源上,流过一安电流,则电阻等于二百二十除以一、得二百二十欧,功率等于二百二十乘一、得二百二十瓦。这也符合家庭照明电路的常识:约两千二百瓦的电器在二百二十伏下大致需要十安电流,与功率等于电压乘电流的正比关系一致。
逐项辨析
选项 A:电阻等于电压除以电流,功率等于电压乘电流,两项都与推导一致,正确。
选项 B:电阻错写成电压乘电流,量纲是伏特乘安培、结果是瓦特而非欧姆,与功率弄混了;功率错写成电压除以电流,量纲是伏特除安培、结果是欧姆,同样错位,错误。
选项 C:电阻写成电压乘电流,错;功率写成电压除以电流平方,既量纲不对、形式也错,错误。
选项 D:电阻写成电压乘电流,错;功率写成电压除以电流,量纲是欧姆而非瓦特,错误。
易混淆点
这道题最容易暴露的是量纲错位:把电压乘电流的结果当成了电阻,把电压除电流的结果当成了功率。判据很简单,电阻的单位是欧姆,功率的单位是瓦特,两个量纲不能互换。做判断时先在心里默一遍单位:伏特乘安培等于瓦特,对应功率;伏特除安培等于欧姆,对应电阻,方向就清楚了。还可以借助"家庭电路二百二十伏、电流与功率"的经验来快速定位哪个是功率,家庭电压基本不变,电流越大功率越大。
应试要点
记两条最基础的式子:电阻等于电压除以电流,功率等于电压乘电流。前者是"电压除电流",后者是"电压乘电流",一个除法一个乘法,别搞反。家庭电路的功率估算都基于功率等于电压乘电流,读到"电压乘电流"就应直接锁定功率。