小专题有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—季人教版九年级全册物理复习作业课件
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第18章 小专题(10) 有关电功率的“极值”与“取值范 围”的 计算—2 020年 秋季人 教版九 年级全 册物理 复习作 业课件( 共27张 PPT)
第18章 小专题(10) 有关电功率的“极值”与“取值范 围”的 计算—2 020年 秋季人 教版九 年级全 册物理 复习作 业课件( 共27张 PPT)
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(1)S2 闭合，S1、S3 断开时，电路中的电流； 解：S2 闭合，S1、S3 断开，电路中 R1 与 R2 串联，R 串＝R1＋R2＝20 Ω ＋30 Ω＝50 Ω，电路中的电流：I＝RU串＝5100 ΩV＝0.2 A。
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4．★(荆门中考)在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的
最大阻值为 R1＝8 Ω，R2 为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端 M
5．如图所示的电路，电源电压 U＝4.5 V 且保持不变，R1＝5 Ω，R2 为标 有“50 Ω 0.5 A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为 0～0.6 A，电压表的量 程为 0～3 V，则：
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第十八章 电功率
小专题(十) 有关电功率的“极值”与 “取值范围”的计算
1．在计算电学物理量的取值范围或极值时，要参考题中给出的用电 器的额定值、电表量程、滑动变阻器的最大电流等信息，同时也要注意 安全问题。具体如下：
(1)电流表的量程。 (2)电压表的量程。
(3)滑动变阻器允许通过的最大电流和最大电阻。如“20 Ω 1 A”表 示滑动变阻器最大电阻 20 Ω，允许通过的最大电流 1 A。
(2)电路、用电器消耗电功率的极值：根据电路、用电器中各自最大(小) 物理量值即可求得：
a．最大(小)电压值、电流值，则有 Pmax/min＝UI； b．最大(小)电压值、电阻值，则有 Pmax/min＝UR2； c．最大(小)电流值、电阻值，则有 Pmax/min＝I2R。
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(1)电源电压是多少？
解：当闭合 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好 正常发光，由图乙知这时电路中的电流为 1 A，由 I＝UR得，小灯泡的电阻为： RL＝UIL＝81 AV＝8 Ω，电源电压 U＝IR21＋RL＝1 A×(10 Ω＋8 Ω)＝18 V。
(2)闭合 S 和 S1、断开 S2，为保证电流表的安全，滑动变阻器的取值 范围为多少？
(2)电路的最大总功率是多少？
解：当电路中电流最大时，电路中的总功率最大。由题可知，电路 中允许通过的最大电流 I 大＝0.5 A，P 大＝UI 大＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W。
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滑到右端 N 的过程中，滑动变阻器的电功率 P 随 P、N 间电阻 R 变化的关系图
象如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取 2 Ω 和 8 Ω 时电功率相同，则以下说法
正确的有
( C)
①定值电阻 R2＝4 Ω；②电源的电压为 6 V；
③电压表的最大示数为 4.5 V；④滑动变阻器的最大电功率为 2.25 W
D．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是 3～20 Ω
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(3)该电路的最大功率和最小功率之比。
解：电源电压不变，由 P＝UI＝UR2可知：R1 与 R2 并联时，电路的总
电阻最小，功率最大；R1 与 R2 串联时，电路的总电阻最大，功率最小；
由R1并＝R11＋R12得，R
并＝RR1＋1RR2 2＝2200
Ω×30 Ω＋30
ΩΩ＝12
Ω，Pmax＝RU并2，Pmin＝RU串2，Biblioteka A．①②③B．②③④
C．①②④
D．①③④
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电压表量程为 0～3 V。闭合开关 S，下列做法能够保证电路安全的是 ( D )
A．电路中电流不超过 0.6 A B．R1 两端电压不超过 3 V C．滑动变阻器连入电路的阻值在 10～20 Ω 范围内变化 D．电路的总功率在 1.8～3 W 范围内变化
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Pmax∶Pmin＝RU并2∶RU串2＝1U2 2Ω∶5U0 2Ω＝25∶6。
7．(德阳中考)如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有“8 V”字样， 电流表的量程为 0～1.2 A，如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图象。滑动变 阻器 R1 的最大阻值为 20 Ω，定值电阻 R2 的阻值为 9 Ω，当闭合 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表的示数允许变化范围是 0.1～0.25 A C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是 24～50 Ω D．电路的最大电功率是 2.5 W
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解：闭合 S 和 S1、断开 S2，R1、R2 串联，为保证电流表的安全，电路 中的最大电流只能为 1.2 A；这时 R1 接入电路的阻值应最小，设为 R′1，由 U＝IR 有 18 V＝1.2 A×(9 Ω＋R′1)，所以 R′1＝6 Ω，所以滑动变阻器 R1 的取值范围为 6～20 Ω。
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(3)为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的？
解：当电流表示数为 I1＝0.5 A 时，电阻 R1 两端电压为 U1＝I1R1＝0.5 A×5 Ω ＝2.5 V；滑动变阻器两端的电压 U′2＝U－U1＝4.5 V－2.5 V＝2 V，所以滑动变 阻器连入电路的电阻最小为 R 小＝UI′1 2＝02.5VA＝4 Ω；当电压表示数最大为 U 大＝3 V 时，R1 两端电压为 U′1＝U－U 大＝4.5 V－3 V＝1.5 V，电路电流为 I′＝UR′1 1＝ 15.5ΩV＝0.3 A；滑动变阻器接入电路的电阻最大为 R 大＝IU′大＝03.3VA＝10 Ω。所以为 了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值变化范围为 4～10 Ω。
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类型一：含滑动变阻器的动态电路的“取值范围”与“极值”的相关计算 1．(宿迁中考)如图所示，电源电压 6 V 保持不变，定值电阻 R1 标有“10 Ω 0.5 A”字样；滑动变阻器 R2 铭牌上标有“20 Ω 1 A”字样，电流表量程为 0～0.6 A，
类型二：含多开关的动态电路“取值范围”与“极值”相关计算 6．(广安中考)小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多 电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为 10 V 的电源和两个阻值不同 的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知 R1＝20 Ω、R2＝30 Ω。请计算：
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阻的影响)，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样，闭合开关 S，移动滑片 P，在保
证电路中各元件都不损坏的情况下，下列说法中不正确的是
A．电流表示数的变化范围是 0.25～0.5 A
( D)
B．电压表 V1 示数的变化范围是 1.5～3 V C．电路中小灯泡的实际功率的变化范围是 0.375～1.5 W
3．★(东营中考)如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为 6 V，电流表量程为 0～0.6 A，电压表量程为 0～3 V，滑动变阻器规格“50 Ω 1 A”，小灯泡规格“2.5 V 0.625 W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小
灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是 ( B )
U2＝I2R2＝0.5 A×50 Ω＝25 V。
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(1)在接入电路之前，滑动变阻器 R2 两端允许加载的最大电压是多少？
解：在接入电路之前，由 I＝UR可得，滑动变阻器 R2 两端允许加载的 最大电压是：
b．最小阻值：根据题中的信息先确定电路允许的电流最大值，以及 在这种状态下滑动变阻器两端的电压值，计算滑动变阻器允许接入电路 的最小阻值，即 Rmin＝U总I－maxU用。
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2．★如图所示，电源电压为 4.5 V 且保持不变，两电压表的量程均为 0～3 V，
电流表量程为 0～0.6 A，小灯泡 L 标有“3 V 1.5 W”字样(不考虑温度对灯丝电
(4)小灯泡的额定电压。如某小灯泡“6 V 6 W”表示小灯泡额定电 压为 6 V，额定功率为 6 W。
2．“极值”与“取值范围”的计算 (1)滑动变阻器接入电阻的范围。 a．最大阻值：在串联电路中，根据题中的信息确定滑动变阻器两端 电压的最大值和此时通过滑动变阻器的电流值，从而求出滑动变阻器允 许接入电路的最大阻值，即 Rmax＝UmIax；
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(2)S3 断开，S1、S2 闭合时，通电 5 min 电路消耗的电能；
解：S3 断开，S1、S2 闭合时，R1 短路，只有 R2 连入电路，通电 5 min 消耗的电能：W＝UIt＝UR22t＝（1300VΩ）2×5×60 s＝1 000 J。
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(1)S2 闭合，S1、S3 断开时，电路中的电流； 解：S2 闭合，S1、S3 断开，电路中 R1 与 R2 串联，R 串＝R1＋R2＝20 Ω ＋30 Ω＝50 Ω，电路中的电流：I＝RU串＝5100 ΩV＝0.2 A。
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4．★(荆门中考)在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的
最大阻值为 R1＝8 Ω，R2 为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端 M
5．如图所示的电路，电源电压 U＝4.5 V 且保持不变，R1＝5 Ω，R2 为标 有“50 Ω 0.5 A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为 0～0.6 A，电压表的量 程为 0～3 V，则：
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第十八章 电功率
小专题(十) 有关电功率的“极值”与 “取值范围”的计算
1．在计算电学物理量的取值范围或极值时，要参考题中给出的用电 器的额定值、电表量程、滑动变阻器的最大电流等信息，同时也要注意 安全问题。具体如下：
(1)电流表的量程。 (2)电压表的量程。
(3)滑动变阻器允许通过的最大电流和最大电阻。如“20 Ω 1 A”表 示滑动变阻器最大电阻 20 Ω，允许通过的最大电流 1 A。
(2)电路、用电器消耗电功率的极值：根据电路、用电器中各自最大(小) 物理量值即可求得：
a．最大(小)电压值、电流值，则有 Pmax/min＝UI； b．最大(小)电压值、电阻值，则有 Pmax/min＝UR2； c．最大(小)电流值、电阻值，则有 Pmax/min＝I2R。
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(1)电源电压是多少？
解：当闭合 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好 正常发光，由图乙知这时电路中的电流为 1 A，由 I＝UR得，小灯泡的电阻为： RL＝UIL＝81 AV＝8 Ω，电源电压 U＝IR21＋RL＝1 A×(10 Ω＋8 Ω)＝18 V。
(2)闭合 S 和 S1、断开 S2，为保证电流表的安全，滑动变阻器的取值 范围为多少？
(2)电路的最大总功率是多少？
解：当电路中电流最大时，电路中的总功率最大。由题可知，电路 中允许通过的最大电流 I 大＝0.5 A，P 大＝UI 大＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W。
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滑到右端 N 的过程中，滑动变阻器的电功率 P 随 P、N 间电阻 R 变化的关系图
象如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取 2 Ω 和 8 Ω 时电功率相同，则以下说法
正确的有
( C)
①定值电阻 R2＝4 Ω；②电源的电压为 6 V；
③电压表的最大示数为 4.5 V；④滑动变阻器的最大电功率为 2.25 W
D．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是 3～20 Ω
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(3)该电路的最大功率和最小功率之比。
解：电源电压不变，由 P＝UI＝UR2可知：R1 与 R2 并联时，电路的总
电阻最小，功率最大；R1 与 R2 串联时，电路的总电阻最大，功率最小；
由R1并＝R11＋R12得，R
并＝RR1＋1RR2 2＝2200
Ω×30 Ω＋30
ΩΩ＝12
Ω，Pmax＝RU并2，Pmin＝RU串2，Biblioteka A．①②③B．②③④
C．①②④
D．①③④
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电压表量程为 0～3 V。闭合开关 S，下列做法能够保证电路安全的是 ( D )
A．电路中电流不超过 0.6 A B．R1 两端电压不超过 3 V C．滑动变阻器连入电路的阻值在 10～20 Ω 范围内变化 D．电路的总功率在 1.8～3 W 范围内变化
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Pmax∶Pmin＝RU并2∶RU串2＝1U2 2Ω∶5U0 2Ω＝25∶6。
7．(德阳中考)如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有“8 V”字样， 电流表的量程为 0～1.2 A，如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图象。滑动变 阻器 R1 的最大阻值为 20 Ω，定值电阻 R2 的阻值为 9 Ω，当闭合 S 和 S2、断开 S1、滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表的示数允许变化范围是 0.1～0.25 A C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是 24～50 Ω D．电路的最大电功率是 2.5 W
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解：闭合 S 和 S1、断开 S2，R1、R2 串联，为保证电流表的安全，电路 中的最大电流只能为 1.2 A；这时 R1 接入电路的阻值应最小，设为 R′1，由 U＝IR 有 18 V＝1.2 A×(9 Ω＋R′1)，所以 R′1＝6 Ω，所以滑动变阻器 R1 的取值范围为 6～20 Ω。
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(3)为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的？
解：当电流表示数为 I1＝0.5 A 时，电阻 R1 两端电压为 U1＝I1R1＝0.5 A×5 Ω ＝2.5 V；滑动变阻器两端的电压 U′2＝U－U1＝4.5 V－2.5 V＝2 V，所以滑动变 阻器连入电路的电阻最小为 R 小＝UI′1 2＝02.5VA＝4 Ω；当电压表示数最大为 U 大＝3 V 时，R1 两端电压为 U′1＝U－U 大＝4.5 V－3 V＝1.5 V，电路电流为 I′＝UR′1 1＝ 15.5ΩV＝0.3 A；滑动变阻器接入电路的电阻最大为 R 大＝IU′大＝03.3VA＝10 Ω。所以为 了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值变化范围为 4～10 Ω。
第18章 小专题(10) 有关电功率的“极值”与“取值范 围”的 计算—2 020年 秋季人 教版九 年级全 册物理 复习作 业课件( 共27张 PPT)
类型一：含滑动变阻器的动态电路的“取值范围”与“极值”的相关计算 1．(宿迁中考)如图所示，电源电压 6 V 保持不变，定值电阻 R1 标有“10 Ω 0.5 A”字样；滑动变阻器 R2 铭牌上标有“20 Ω 1 A”字样，电流表量程为 0～0.6 A，
类型二：含多开关的动态电路“取值范围”与“极值”相关计算 6．(广安中考)小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多 电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为 10 V 的电源和两个阻值不同 的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知 R1＝20 Ω、R2＝30 Ω。请计算：
第18章 小专题(10) 有关电功率的“极值”与“取值范 围”的 计算—2 020年 秋季人 教版九 年级全 册物理 复习作 业课件( 共27张 PPT)
阻的影响)，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样，闭合开关 S，移动滑片 P，在保
证电路中各元件都不损坏的情况下，下列说法中不正确的是
A．电流表示数的变化范围是 0.25～0.5 A
( D)
B．电压表 V1 示数的变化范围是 1.5～3 V C．电路中小灯泡的实际功率的变化范围是 0.375～1.5 W
3．★(东营中考)如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为 6 V，电流表量程为 0～0.6 A，电压表量程为 0～3 V，滑动变阻器规格“50 Ω 1 A”，小灯泡规格“2.5 V 0.625 W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小
灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是 ( B )
U2＝I2R2＝0.5 A×50 Ω＝25 V。
第18章 小专题(10) 有关电功率的“极值”与“取值范 围”的 计算—2 020年 秋季人 教版九 年级全 册物理 复习作 业课件( 共27张 PPT)
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(1)在接入电路之前，滑动变阻器 R2 两端允许加载的最大电压是多少？
解：在接入电路之前，由 I＝UR可得，滑动变阻器 R2 两端允许加载的 最大电压是：
b．最小阻值：根据题中的信息先确定电路允许的电流最大值，以及 在这种状态下滑动变阻器两端的电压值，计算滑动变阻器允许接入电路 的最小阻值，即 Rmin＝U总I－maxU用。
第18章 小专题(10) 有关电功率的“极值”与“取值范 围”的 计算—2 020年 秋季人 教版九 年级全 册物理 复习作 业课件( 共27张 PPT)
第18章 小专题(10) 有关电功率的“极值”与“取值范 围”的 计算—2 020年 秋季人 教版九 年级全 册物理 复习作 业课件( 共27张 PPT)
2．★如图所示，电源电压为 4.5 V 且保持不变，两电压表的量程均为 0～3 V，
电流表量程为 0～0.6 A，小灯泡 L 标有“3 V 1.5 W”字样(不考虑温度对灯丝电
(4)小灯泡的额定电压。如某小灯泡“6 V 6 W”表示小灯泡额定电 压为 6 V，额定功率为 6 W。
2．“极值”与“取值范围”的计算 (1)滑动变阻器接入电阻的范围。 a．最大阻值：在串联电路中，根据题中的信息确定滑动变阻器两端 电压的最大值和此时通过滑动变阻器的电流值，从而求出滑动变阻器允 许接入电路的最大阻值，即 Rmax＝UmIax；
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(2)S3 断开，S1、S2 闭合时，通电 5 min 电路消耗的电能；
解：S3 断开，S1、S2 闭合时，R1 短路，只有 R2 连入电路，通电 5 min 消耗的电能：W＝UIt＝UR22t＝（1300VΩ）2×5×60 s＝1 000 J。