串联电路中滑动变阻器最大电功率问题

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电功率最大值、最小值问题(带答案解析)

电功率最大值、最小值问题(带答案解析)

电功率最大最小值问题一、电路总电功率最大问题1.如图所示,电源电压恒定,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R0上标有“50Ω,0.5A”的字样,电流表A的量程为0~0.6A,电压表V的量程为0~15V。

当开关S打到1位置且滑片P在A端时,电压表的示数为8V;当开关S打到2位置且滑片P在中点时,滑动变阻器R0的功率为P0=4W,求:(1)电源电压U;(2)定值电阻R1的阻值;(3)当电路接通时,在确保电路元件安全的前提下,试讨论何时电路的总功率最小,最小功率是多少;何时电路的总功率最大,最大功率又是多少?2.如图甲所示,电源两端电压不变。

R1为定值电阻,R2为滑动变阻器;当滑动变阻器的滑片P滑动时测出电压值、电流值,得出滑动变阻器的功率P和电流I的关系图像如图乙所示,根据图像信息。

求:(1)滑动变阻器的最大阻值;(2)R1的阻值和电源电压;(3)求此电路的最大电功率。

3.如图甲所示的电路中,R为定值电阻,R为电阻式传感器,电源电压保持不变,当R阻值从0增大到60Ω,测得R的电功率与通过它的电流关系图象如图乙,下列说法正确的是()A.R的阻值增大,电流表与电压表的示数都变小B.电源电压为12V C.当电流为0.6A时,1s内电路消耗的电能为21.6J D.R两端的电压变化范围为6V~18V4.如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过种中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是()A.R1的阻值为20ΩB.R2的最大阻值为50ΩC.电源电压为5V D.该电路消耗的最大电功率为0.9W5.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。

(1)图乙中(填“dc”或“ec“)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图象。

(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为W。

6.如图所示的电路,电源电压U=4.5V且保持不变,R1=5Ω,R2标有“50Ω0.5A”字样的滑动变阻器,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V,则:(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?(2)电路的最大总功率为多少?(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?7. 如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“6V 3W “字样,闭合开关后,当滑片P 移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P 1;当滑片P 移至某一端点时,电流表示数为0.3A ,电压表示数变化了3V ,此时滑动变阻器消耗的功率为P 2,且P 1:P 2=5:6.下列判断正确的是( )A .滑动变阻器的最大阻值为10ΩB .电路允许消耗的最大功率为4.5WC .小灯泡正常发光时,滑片P 位于滑动变阻器中点位置D .滑动变阻器消耗的功率由P 1变为P 2的过程中,小灯泡消耗的功率变化了0.6W二、串联电路中某用电器的电功率最大问题1.如图所示电路,电源电压保持6V 不变,R 1是定值电阻,R 2是最大阻值为50Ω的滑动变阻器。

最大功率问题

最大功率问题

第一题如图所示,已知电源电动势E=5V,内阻r=2Ω,定值电阻R1=0.5Ω,滑动变阻器R2的阻值范围为0~10Ω.求:(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少?(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少?(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?最大功率是多少?答案解:(1)根据,当电流最大时,电阻消耗的功率最大,故当滑动变阻器短路,即时,电阻消耗的功率最大;电阻消耗的最大功率是(2)对于电源,当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大;将电阻与电源等效成电源,故当时,滑动变阻器消耗的功率最大;滑动变阻器消耗的最大功率为(3)当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大,故当时,电源的输出功率最大;电源输出最大功率是答:(1)当滑动变阻器的阻值为零时,电阻消耗的功率最大,最大功率是2W ;(2)当滑动变阻器的阻值为时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是2.5W ;(3)当滑动变阻器的阻值为时,电源的输出功率最大,最大功率是。

解析: (1)根据,当电流最大时,电阻消耗的功率最大;(2)对于电源,当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大;将电阻与电源等效成等效电源考虑;(3)当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大。

例1:如图1,R 1=10Ω,R 2的阻值范围为0—50Ω,电源电压为12V 恒定不变。

求:(l )滑片P 从a 端到b 端的过程中,电流表和电压表的示数变化范围。

(2)滑片P 从a 端滑到b 端的过程中,R 1的功率的变化范围。

解析: (l )当P 在a 端时,只有R 1接人电路, 电压表的示数等于电源电压12V 此时电流表的示数 1.2A 10Ω12V ===1R U I 当P 在b 端时,R 1与R 2串联,R 总 = R 1 + R 2=10Ω+50Ω= 60Ω 电流表的示数: .2A 0Ω12V 06总===' R U I 此时电压表的示数:U' = I' R 1 = 0.2A ×10Ω= 2V所以电压表的变化范围是12V —2V ,电流表的变化范围是l.2A —0.2A 。

79.部编物理专题欧姆定律在串并联电路中的应用五(滑动变阻器的取值范围)(解析版)

79.部编物理专题欧姆定律在串并联电路中的应用五(滑动变阻器的取值范围)(解析版)

17.4 欧姆定律在串并联电路中的应用(五)第5课时 滑动变阻器的取值范围当滑动变阻器移动时,会引起电路中的电流以及用电器两端的电压变化,如果电路中的电流或电压超过允许的最大值,则会损坏电路元件,所以为了保护电路元件的安全,滑动变阻器有最大值和最小值的限制。

一、串联电路中滑动变阻器的取值范围 (1)电压表与定值电阻并联当滑动变阻器取最小值时,电路中的电流达到最大值,所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定;滑动变阻器的最大值没有限制,取量程的最大值。

(2)电压表与滑动变阻器并联当滑动变阻器取最小值时,电路中的电流达到最大值,所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定。

当滑动变阻器连入电路的阻值变大时,电压表的示数也会变大,所以滑动变阻器的最大值由电压表的最大量程决定。

二、并联电路中滑动变阻器的取值范围并联电路中,由于各支路两端的电压等于电源电压,所以电压表的安全问题一般不会考虑。

滑动变阻器的阻值范围主要由支路或者干路的电流表的量程决定。

一、串联电路中滑动变阻器的取值范围 (1) 电压表与定值电阻并联例 1.标有“2V 0.5A ”字样的小灯泡和标有“20Ω1A ”字样的滑动变阻器。

连接在如图所示的电路中。

已知电源电压为6V ,电流表的量程为“00.6A -”。

电压表的量程为“03V -”。

闭合开关。

移动滑动变阻器滑片。

在不烧坏各元件的前提下求:滑片的移动方向所在支路电阻大(小)所在支路电流小(大)干路电流小(大)另一条支路电压、电阻和电流都不变,不受影响(1)电流表的取值范围; (2)变阻器的取值范围;【答案】:(1)变阻器的取值范围为8~20ΩΩ; (2)电流表的取值范围为0.25~0.5A A ; (3)电压表的取值范围为1~2V V 。

【解析】:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。

因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.5A ,电流表的量程为0~0.6A ,变阻器允许通过的最大电流为1A ,所以,电路中的最大电流0.5I A =大,此时灯泡两端电压表的示数最大2L U V =大,变阻器接入电路中的电阻最小, 由UI R=可得,电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为: 6120.5U VR I A===Ω总大,240.5L L L U V R I A ===Ω, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,变阻器接入电路中的最小阻值:1248L R R R =-=Ω-Ω=Ω总小。

[全]中考物理高频考点详解:电路安全问题

[全]中考物理高频考点详解:电路安全问题

中考物理高频考点详解:电路安全问题考点扫描☆名师点拨一、考点解析中学物理电学内容中还涉及到电路安全问题,如用电器的额定值问题、元件接入电路安全问题、安全用电问题。

中考中,电路安全问题占有一定比例,出现频率较高。

电路安全试题主要以选择题、填空题出现。

电路安全考题多以选择题形式出现,尤其是多选题,具有一定难度。

解答时需要照顾到电路中各个元件都要在额定值范围内工作。

在分析问题时常常会因为需要考虑的因素过多而出现选择题漏选的问题,导致答案不准确。

一、电路安全的含义1.测量仪表安全问题:电压表、电流表在使用中,被测值不能超过仪表的量程。

2.滑动变阻器:通过滑动变阻器的电流不能超过其允许通过的最大电流。

3.额定值:所有用电器工作时,其电压和通过的电流不能超过其额定值。

二、解题思路1.串联电路中,取单个元件的正常电流的电流最小值作为电路最大电流。

2.并联电路中,取单个元件的正常电压的电压最小值作为电路最大电压。

1.测量仪表的安全问题常用测量仪表有电流表、电压表和电能表。

电流表在使用时必须与被测电路或元件相串联,电压表使用时必须和被测元件并联,这是测量仪表安全的首要问题。

其次是测量仪表的量程问题,电路中的电流和电压不能超过仪表的量程,否则会烧坏仪表或者损坏仪表,使其不能正常工作,也无法进行测量。

2.额定值问题额定电压、额定电流和额定功率是电器设备常见的额定值,它表示用电器正常工作时所需的电压和通过的电流。

用电器如果实际电压比额定电压高,就会烧坏电器,如果低很多,用电器就不能正常工作,有时还会损坏用电器。

二、考点复习1.欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。

2.公式:,其中:U为电源电压,I为通过导体的电流R为导体的电阻。

注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。

欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。

3.额定电压:用电器正常工作时所需的电压,叫做额定电压。

专题:串联电路中滑动变阻器功率的最值问题

专题:串联电路中滑动变阻器功率的最值问题

专题:串联电路中滑动变阻器功率的最值问题张老师整理例:在如图所示的电路中,电源电压为U=6V 且恒定,定值电阻R 1=10Ω与最大值为R 2的变阻器串联,求S 闭合后,当R 2为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?这个最大值是多少?略解:根据221222221222222)(1)(R R R U R R R U R I I U P +=⋅+=⋅=⋅= =)0(4)(12122122≠+-R R R R R U20.(2015重庆A 卷,第20题)如图17所示,是小勇设计的某电器设备的部分电路。

电源电压9V 保持不变,灯泡L 标有“8V 4W ”字样,电流表的量程为0~3A ,电压表的量程为0~15V ,滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω。

闭合开关S 和S 1时,电路消耗的功率为4.05W 。

(不计灯丝电阻随温度的变化)求: (1)小灯泡L 的电阻;(2)开关S 、S 1、S 2都闭合时,通过电流表的最小电流;(3)在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下,只闭合开关S 2时滑动变阻器R 2的电功率变化范围。

R 1R 220.(2015重庆B卷,第20题)如图18所示,电源电压恒为18V,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R标有“100Ω1A”字样,电压表使用的量程为0~15V,电流表使用的量程为0~0.6A,R0为一定电阻;当闭合开关S、S1,断开S2时,灯泡L恰好正常发光;不计温度对灯丝电阻的影响。

求:(1)小灯泡L的电阻;(2)闭合开关S、S1,断开S2时,通电1min,电流通过定值电阻R0所做的功;(3)当闭合开关S、S2,断开S1时,在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下,滑动变阻器R功率的变化范围。

从上面的“R2=R1时,P2最大”这一结论中:1、题的解法很特别:除了运用必须的关于电功率的计算公式外,它还必须借助于巧妙的数学技巧,将本不能一目了然的函数表达式变换成关系清楚的表现形式。

中考物理电功率的综合计算问题综合题含答案

中考物理电功率的综合计算问题综合题含答案

一、初中物理电功率的综合计算问题1.如图所示的电路,电路接通后,移动滑动变阻器的滑片,电压表的最大值为6V ,电流表的最大值为3A 、最小值为1A ,由此可以确定( )A .电源电压为9VB .定值电阻的阻值为6ΩC .滑动变阻器的最大阻值为2ΩD .定值电阻最大功率为18W【来源】2020年广西中考一轮模拟物理试题(三) 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由图可知,电路为定值电阻R 1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V ,对应电流最小为1A ,此时电源电压为U =U 1+U 2=1A×R 1+6V当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R 1的简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A ,此时电源电压为1211=3A U U I R R '==⨯联立求解可得电源电压为9V ,电阻R 1阻值为3Ω,当滑动变阻器全部接入时,电路总电阻为19V=91AU R I ==Ω总 则滑动变阻器最大阻值为R 滑=R 总-R 1=9Ω-3Ω=6Ω定值电阻阻值不变,由2U P R=可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V ,此时功率为()221max19V ==27W 3U P R =Ω故选A 。

2.如图,把E 、F 两点接入电压为U 的电源两端,当开关S 1和S 2都闭合时,电路消耗的总电功率为P 1;当开关S 1和S 2都断开时,电路消耗的总电功率为P 2。

若把 A 、E 两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关S 2时,电路消耗的总电功率为 P 3。

已知P 2:P 3= 9∶5,则 ( )A .R 1:R 2=5∶4B .R 1:R 2= 4∶5C .P 1:P 2= 9∶4D .P 1:P 2=9∶5【来源】2020年天津市滨海新区中考一模物理试题(初中毕业生模拟学业考试)【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】由题意知,把E 、F 两点接入电压为U 的电源两端,当开关S 1和S 2都闭合时,电路消耗的总电功率为211212U P R R R R =+当开关S 1和S 2都断开时,电路消耗的总电功率为222U P R =把 A 、E 两点接入电压为U 的电源两端且只闭合开关 S 2时,电路消耗的总电功率为2312U P R R =+由以上三式联立求得1245R R =∶∶,1294P P =∶∶ 故AD 不符合题意,BC 符合题意。

初三物理探究串并联电路中电流的规律试题答案及解析

初三物理探究串并联电路中电流的规律试题答案及解析

初三物理探究串并联电路中电流的规律试题答案及解析1.(9分)如图所示,电源电压保持不变,电流表使用0~0.6A的量程,电压表使用0~3V的量程,定值电阻R1=5Ω,灯泡电阻R2=8Ω,滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω.(1)开关S1断开,S2闭合,电流表示数为0.25A,电压表示数为2.5V,求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值;(2)将开关S1闭合,S2断开,移动滑动变阻器的滑片,为了保证电流表和电压表不超过其量程,滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化?【答案】(1)电源电压是4.5V,滑动变阻器接入电路中的电阻值是10Ω.(2)滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是2.5Ω~10Ω.【解析】(1)开关S1断开,S2闭合,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测串联电路中的电流。

滑动变阻器接入电路的阻值,灯泡两端的电压,电源电压。

(2)将开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测串联电路中的电流。

当电路中的电流为0.6A时,定值电阻两端的电压,滑动变阻器两端的电压,它接入电路的阻值。

当电压表的示数为3V时,定值电阻两端的电压,电路中的电流,滑动变阻器接入电路的阻值。

滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是2.5Ω~10Ω。

【考点】电流表、电压表的使用欧姆定律2.如图甲,两个灯泡串联在电路中,电源电压为6V,L1的额定电压为3V,L2的额定电压为2V.通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片滑至中点时,其中一个灯泡正常发光,另一个不损坏,下列说法中正确的是()A.正常发光的小灯泡是L2,其额定功率为0.3WB.正常发光的小灯泡是L1,其额定功率为0.45WC.当L2两端电压为1.5V时,通过它的电流为0.15AD.此时滑动变阻器两端电压是1.5V【答案】BCD【解析】(1)由图象可知,L1的电压为3V时通过的电流0.15A,L2的电压为2V时通过的电流大于0.15A,因串联电路中各处的电流相等,且其中一个灯泡正常发光,另一个不损坏,所以,正常发光的灯泡是L1,其额定功率P1=U1I1=3V×0.15A=0.45W,故A不正确,B正确;(2)由图象可知,当电路中的电流为0.15A时,灯泡L1两端的电压为3V,灯泡L2两端的电压为1.5V,故C正确;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U1﹣U2=6V﹣3V﹣1.5V=1.5V,故D正确.故选BCD.【考点】电功率的计算3.如图所示的“坐位体前屈测试仪”可对初中毕业生进行身体柔韧性测试。

串联电路中滑动变阻器最大电功率问题

串联电路中滑动变阻器最大电功率问题

从题中的“ F 2=R 时,P 2最大”这一结论中,有一些值得我们思考的问题:①本题的解法很特别:除了 运用必须的关于电功率的计算公式外,它还必须借助于巧妙的数学技巧,将本不能一目了然的函数表达式 变换成关系清楚的表现形式。

这是值得我们在解题过程中加以学习和借鉴的。

②P 2的值在R z =R 时最大,但如果实际上R>的最大值小于 R , P 2还存在最大值吗?③在R 2 >R i 的情况下,移动滑片使R 2的值由0增大 到R 1后继续增大时,P 2怎样减小呢?④P 2这个关于R 2的函数的图像是什么形状的呢?为了解决上面的问题,先用列表法分析P 2随R 2的变化趋向,以下是一组数据(以U 电源=6V,R 1=1R 2( 0) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Pa ( W 0 0.297 0.5 0.6 0.734 0.8 0.843 0.877 0.880.8970.9 R 2( 0)121416 18 20 222426 2850P a ( W0.892 0.8750.8520.8270.80.773 0. 747 0. 7220. 6980.5从上表中的数据不难发现 Pa 具有如下的变化趋势:①当Ra<R 时,Ra 取它允许的最大值时,P 2为实际的最大值,但不能达到理论上的最大值(即 R>=R= 1 01'1时,P 2=0.9W) ② Ra=R 这一点是P 2变化的分水岭(函数图象的最大值点,即函数图象的拐点)③在R 2=R 这一分水岭两侧,P 2值的变化是不对称的,当 并达到最大值;F 2连入的值达到R 1后继续增大,P 2则缓慢减小。

(用 赋值法易求Pa 从0.9W 减小到0.5W 时,Ra 的值必须达到50门)。

以下是用描点法描绘的 P 2随R a 变化的图像:串联电路中滑动变阻器最大功率问题典例分析:在如图所示的电路中,电源电压为 U=6V 且恒定,定值电阻 R=1O0与最大值为F 2的变阻器串联,求S 闭合后,当F 2为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?这个最大值是多少? 略解: 22 U 2 U 2根据 p 2 =u 2 i 2 =丨2 R 2 =( )2R 2 : R 1 R 2 吕(R 1 R 2)2 R 2 u 2 丄(R -R 2)2 (R 2 = 0) 4R 可见,当R a =R = 1O 0时,Pa 最大,且最大值为 P 2」24R ,= 0.9WR 2由0增大到R 时,P 2逐渐增大(增大较快),巩固训练 1在如图所示的电路中,电源电压为 6V 且保持不变,电阻 R i = 10门,R 2为“1A, 20门”的滑动变阻器。

2024年中考物理专题复习—滑动变阻器的最大功率

2024年中考物理专题复习—滑动变阻器的最大功率

2024年中考物理专题复习—滑动变阻器的最大功率一、要点解析1.定值电阻的功率:P =I 2R 1,R 1不变,所以电流I 越大,功率越大,即当滑动变阻器阻值最小时,定值电阻的电功率最大。

2.滑动变阻器的功率:P =I 2R 2,因为电流I 随着R 2的变化而变化,所以我们要将公式变形:2222221122122U U P I R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪+⎝⎭++,由基本不等式可知:212122R R R R +≥当且仅当R 2=R 1时,“=”成立,即当R 2=R 1时,滑动变阻器的电功率有最大值:2max14U P R =。

我们将P -R 2图像画出,如图2所示,可知当R 2越接近R 1时,电功率越大。

图1图2图33.总功率P ,R 1的功率P 1,R 2的功率P 2随电流I 的变化情况:P =IU (U 为电源电压,恒定,所以图像为正比例函数);P 1=I 2R 1(图像为过原点的二次函数,且开口向上);P 2=U 2I =(U -U 1)I =UI -I 2R 1=-R 1221124U U I R R ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭(图像为二次函数,开口向下,且有最大值2max 14U P R =)。

三者随电流I 变化的图像如图3所示,其中甲为P -I 图,乙为P 1-I 图,丙为P 2-I 图。

二、典例引领例1.实验小组的同学设计了如图a 所示的电路,已知电源电压不变,滑动变阻器R 为“20Ω2A ”,闭合开关S ,调节滑动变阻器滑片P 的位置,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图b 所示的两条U -I 图线。

其中利用电压表V 1和电流表A 的数据描绘出甲图线,利用电压表V 2和电流表A 的数据描绘出乙图线。

求:(1)定值电阻R 2的阻值;(2)电源电压的大小及定值电阻R 1的阻值;(3)R 消耗的最大功率。

解析:(1)图乙是R 2的伏安特性曲线,则:222 1.0V 20.5AU R I ===Ω(2)图甲是V 1,即U 2+U p=U -IR 1,斜率是111 1.3V 1.0V 10.5A 0.2A U R I -===Ω-与U 轴的交点为电源电压,即U =1.5V(3)当R =R 1+R 2时,滑动变阻器上的电功率最大:22max 1.5V 30.1875W 123p P I R ⎛⎫==⨯Ω= ⎪Ω+Ω+Ω⎝⎭例2.(多选)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r ,随电流I 变化的图线画在同一坐标系内,如右图所示,根据图线可知()A.反映P r 变化的图线是cB.电源电动势为8VC.电源内阻为2ΩD.当电流为0.5A 时,外电路的电阻为6Ω解析:P r =I 2r 为二次函数图像即图线c ,故A 正确,代入图线上的点可以求得r =2Ω,故C 正确;P E =UI ,电源电压不变为正比例函数图像即图线a ,代入图线上的点可以求得U =4V ,故B 错;4V =260.5AU R R r r I -=-=-Ω=Ω外,故D 正确;选ACD 。

(完整word版)滑动变阻器最大功率 问题

(完整word版)滑动变阻器最大功率 问题

滑动变阻器的功率问题例1在如图所示的电路中,电源电压为U=6V且恒定,定值电阻R1=10Ω与最大值为R2的变阻器串联,S闭合后,求:(1)当R2为多大时,R1消耗的功率最大?最大是多少?(2)当R2为多大时,电路的总功率最大,最大是多少?(3)当R2为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?这个最大值是多少?例2、在如图所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,电阻R1=30Ω,R2为“1A,20Ω”的滑动变阻器。

求变阻器R2消耗的最大功率?此时R1的功率是多大?练习:1如图1,R1=10Ω,R2的阻值范围为0—50Ω,电源电压为12V恒定不变。

求:(l)滑片P从a端到b端的过程中,电流表和电压表的示数变化范围。

(2)P从a端滑到b端的过程中,R2的功率的变化范围.RX=10Ω。

即滑动变阻器功率的变化范围是0~3.6W~2W。

2 如图甲所示,R1的阻值是20Ω,滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象如图乙所示,则R2消耗的最大功率是()AA0.45W B0.50W C0.80W D0.90W.3、小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”,将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中,如图乙所示,b图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系,则表示“电源总功率P U随电流I变化的关系”图线是.如电源电压U保持不变,则由图象可知:电源电压U为V.定值电阻R0的阻值为Ω.当电流为1.5A时,滑动变阻器的接入电阻为Ω.a 3 1 14、如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。

图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。

则该滑动变阻器的最大值是,电源电压是V,R0的阻值是Ω,滑动变阻器R1的最大功率是W. 50 12 10 3.65、如图甲,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5A)。

串联电路中电功率的计算

串联电路中电功率的计算

P1
又因为在串联电路中I1=I2 所以P1:P2=R1:R2=3:2
P2
= R1 R2
P1 = U1 = R1
P2
U2
R2
二、串联电路中电功率的计算:
练习:额定电压为220伏的电炉在正常工
作时的电阻为100欧,如串联一只10欧的电
阻后接在220伏的电路中,电炉和电阻的
功率各是多少?电路消耗的总功率又是多
它们之间有什么关系?
I U R
P UI I 2R U 2 R
要想求功率P,至少要知道这四 个量中的几个量?如果求R呢?
小结:
在计算电功率时,对某一个用 电器来说,在一定的电压(U1)下, 都有对应的I1、R1、P1,在这四个量 中,已知其中的任何二个都可以计 算出另外二个。
推导出: P UI U 2 I 2R
P2
R1
P1 = I1 = R2
P2
I2
R1
例4:标有“220V 3A(6A)”字样的电能表所 在的电路中最多可接“220V 25W”的电灯几 盏分?析:220V指什么?
3A指什么?
方法一:Pm=UI=1320W
n Pm 52.8 P0
方法二:也可计算电流的倍数.
例5:电路中的千瓦时计标有3000R/kwh的 字样,
1)如果将它们串联在电路中,使其安全工作, 则加在串联电路两端的电压最大是________?
2)如果将它们并联在电路中,使其安全工作, 则加在并联电路两端的电压最大是________?
19、两根阻值分别为R1=60Ω和R2=90Ω 的电热丝,将它们串联后接在家庭电路
上,经过25min产生热量Q。如果将这两

U

九年级上册物理《电功率》专题训练

九年级上册物理《电功率》专题训练

九年级上册物理《电功率》专题训练题目类型1.灯泡亮度的判断解题关键:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,灯泡就越亮。

(1)当灯泡正常发光时,灯泡的实际电压等于其额定电压,灯泡的实际功率等于其额定功率,则额定功率大的灯泡亮。

(2)当灯泡不正常发光时,有以下两种情况(假设灯泡的电阻不变,灯泡的电阻可由灯泡的额定电压和额定功率通过R=U2额/P额计算得到):①若灯泡串联,由P实=I2实R可知,电阻大的灯泡亮。

②若灯泡并联,由P实=U2实/R可知,电阻小的灯泡亮。

2.电功率的比例计算掌握串、并联电路中的几个比例关系:(1)两电阻串联时,由公式P=I2R可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即P1:P2=R1:R2。

(2)两电阻并联时,由公式P=U2/R可知,两电阻功率之比等于电阻的反比,即P1:P2=R2:R1。

(3)对同一电阻,电流变化前后的功率之比等于变化前后的电压(电流)平方之比,即:P1:P2=U21:U22=I21:I22。

3.动态电路电功率问题解题思路第一步:若有实物图,应先根据实物图画出对应的电路图。

第二步:结合电路图明确电路的串、并联关系。

第三步:明确电路中电压表、电流表的作用。

第四步:明确滑动变阻器滑片移动时阻值的变化;根据串、并联电路中U、I、R关系的规律、欧姆定律以及电功率的公式进行分析、解答。

4.常见Ⅰ一U图象的解题方法(1)根据图象的形状判断是定值电阻还是非定值电阻的I一U关系图象。

(2)观察图象中的“整点”,即图象与坐标方格“十字”交叉点,该点对应的横纵坐标即为相对应的电流、电压值,利用R=U/I和P=UI可分别求出电阻和电功率。

(3)灵活运用串联电路中电压、电功率与电阻成正比的关系,并联电路中电流、电功率与电阻成反比的关系。

(4)涉及极值问題时,要明确产生极值的原因,弄清什么条件下取最大值,什么条件下取最小值。

5.极值和范围问题求解此类问题要以不烧坏元件(“照顾最小”)为原则,运用串联或并联电路电流、电压、电阻的特点以及欧姆定律、电功率等电学规律列式计算,步骤如下:(1)理清电路图,确定电路的连接方式和电表的测量对象。

串联滑动变阻器功率的最值求解方法

串联滑动变阻器功率的最值求解方法

串联滑动变阻器功率的最值求解方法作者:彭红梅来源:《世界家苑·学术》2020年第04期摘要:学生的学习中,最困难的是变量多。

初中物理的学习中滑动变阻器的学习也是因为变量过多,导致学生的学习困难。

特别是加上电学里的电功率,电功率因公式多,导致难度也大。

所以和串联滑动变阻器结合起来,当电阻变,电流变,电压的分配也跟着变,对应消耗的电功率也会变。

变量过多,对于中等及以下的学生,可以算是难上加难。

这就有必要寻找有效的方法。

来捋清楚学生的思路关键词:变量多;串联滑动变阻器;电功率1 不考虑安全时,滑动变阻器串联在电路中消耗功率的范围无论滑动变阻器如何移动,都不会超过两表量程。

滑动变阻器所消耗的最小功率,毫无疑问就是滑片P移到最左端时0W。

而最大电功率就要分情况了。

如R0=12Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω时,滑动变阻器消耗的功率为。

当则R=R0=12Ω时滑动变阻器消耗的功率最大为;若滑动变阻器的最大阻值为8Ω<12Ω。

根据滑动变阻器串联在电路中时P=UI—I2R0或经分析可知,滑动变阻器所消耗的电功率是一个开口向下的抛物线。

顶点是R=R0=10Ω,而滑动变阻器的最大阻值到不了10Ω。

则在抛物线的左侧,随着电阻的增大,所消耗的电功率增大。

所以这时滑动变阻器消耗的最大电功率是R=8Ω时所消耗的电功率。

2 不考虑安全时,滑动变阻器串联在电路中消耗功率的范围(1)若电源电压U=9V,R0=12Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω,电流表的量程为0—0.6A,电压表的量程为0—3V。

这时先根据安全考虑,算出滑动变阻器所接入电路中的电阻范围。

再在抛物线上找滑动变阻器消耗电功率的范围。

电压表并在滑动变阻器两端,若是电压表分得电压越多,说明滑动变阻器所接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,电流表越安全,则电压表最多可测3V电压。

R0两端电压则为9V—3V=6V,由此可知电压是R0两端一半,串联电流相等,所以滑动变阻器所允许接入电路中的最大阻值为6Ω;若滑动变阻器接入电路中的电阻越小,则电路中的电流越大,越容易超过电流表的量程。

中考物理电功率的计算重点题型及答案

中考物理电功率的计算重点题型及答案

电功率的计算专题概述:电功率的计算题电路复杂,类型众多,公式繁杂,解答较难。

对于初学者,应针对各种类型的试题,多加练习,熟练掌握。

基本技巧:电学计算有诀窍,画图标量不可少,量的关系仔细找,列式计算答写好。

常用公式:电流电压电阻串联电路I=I1=I2U=U1+U2R=R1+R2并联电路I=I1+I2U=U1=U21/R=1/R1+1/R2电功W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt电功率P=W/t=UI=U2/R=I2R类型1.铭牌型类型概述:电功率的计算题中常会出现“6 V 6 W”的字样,解题时,一般要利用公式R=U2/P求出用电器的电阻。

还需要注意用电器是否正常工作,若用电器正常工作,则其两端电压为额定电压。

数据型1.【中考·泉州】如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,其电阻不随温度变化,R为定值电阻。

当开关S闭合时,小灯泡L正常发光,电流表的示数如图乙所示。

求:(第1题图)(1)小灯泡L的电阻。

(2)电阻R的阻值。

(3)电阻R消耗的电功率。

2.【中考·泰州】如图为某同学设计的调光灯电路,S为选择开关,当S接触a点时,小灯泡正常发光但不能调光;当S接触b点时,电路断开;当S接触c点时,电路可连续调光。

已知变阻器R1的规格为“10 Ω1 A”,小灯泡L上标有“6 V 3.6 W”字样,电源电压恒为9 V。

(1)求小灯泡的额定电流。

(2)求定值电阻R0的阻值。

(3)当S接触c点时,调节R1滑片至中点位置,电路中的电流为0.5 A,求此时小灯泡的实际功率。

(第2题图)表格型3.【中考·内江】2015年4月16日,我国首创的30 s级闪充电车在宁波正式上线。

这种电动汽车采用超级电容作为电能存储设备(电源),这种超级电容具有安全环保,反复充放电,使用寿命长等特点。

充电桩给电动汽车充电和电容存储设备工作时的有关技术参数如下表所示。

则:充电时的输入电压电容存储设备的额定输出电压电容存储设备的额定输出功率每次充满时的能量每次充满的时间每次充满电正常行驶的距离380 V 700 V 92 kW 1.8×107 J 30 s 5 km(1)充电桩为电动汽车充电时的输出功率是多少?(2)电容存储设备正常工作时的电流多大?(3)如果电价按0.4元/(kW·h)计费,那么,电动汽车每行驶1 km需要花费多少钱?类型2.图象型类型概述:电功率的计算题常用图象来提供信息,解题时,应善于根据题中要求的问题,顺藤摸瓜,在图象中找到有用的解题信息。

专题16电路计算(判断用电器的连接)-上海市2024年中考复习资料汇编(培优专用)2

专题16电路计算(判断用电器的连接)-上海市2024年中考复习资料汇编(培优专用)2

专题16 电路计算——判断用电器的连接一、常见题目类型这类题目的特点是,在原电路中再加一个电阻(如图1所示),或在电路M 、N 两点连接两个电阻(如图2所示)。

根据题目提供的条件,判断两个电阻的连接方式,是串联还是并联或两种情况都存在,并计算电路中的电流、电压或电阻等物理量。

二、例题分析【例题1】(2023黄浦一模)在图9所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R 1的阻值为10欧,闭合开关S ,电流表的示数为安。

①求电源电压U 。

②在电路中再接入一个电阻R 2,电阻R 2接入前后电流表示数变化了安,求R 2的阻值。

【例题2】(2023普陀一模)在图(a )所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R 1的阻值为10欧,闭合开关S ,电流表示数如图(b )所示。

① 求电源电压U 。

② 在电路中再接入标有“20欧 2安”字样的滑动变阻器R 2,在不损坏电路元件的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电路中电流表示数最大变化范围为ΔI 。

求ΔI 及对应的R 2连接方式。

【例题3】(2023徐汇一模)在图15(a )所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电流表A 的表盘如图15(b )所示。

现有电阻R 1,其阻值为10欧。

①若将电阻R 1接入MN 之间,闭合开关S ,求通过R 1的电流的I 。

NAS 图1 图2M (a )(b )S AR 1NAS 图15 M (a ) (b )②若将电阻R 1与标有“20Ω 2A ”字样的滑动变阻器R 2以串联或并联方式重新接入MN 之间,闭合开关S ,移动变阻器的滑片,在电路中各元件安全的情况下可使电流表示数变化量最大。

通过计算说明R 1、R 2的连接方式并求出电流表示数变化量的最大值ΔI max 。

三、综合训练1. (2023闵行一模)在如图12所示的电路中,已知电源电压为15伏,电阻R 1的阻值为10欧。

①闭合开关S ,求电流表示数。

②若此电路中再接入标有“20欧 2安”字样的滑动变阻器R 2,移动滑片到某一位置时,闭合开关S 后,发现电流表示数相比接入R 2前变化了安。

滑动变阻器消耗的电功率最大

滑动变阻器消耗的电功率最大

滑动变阻器消耗的电功率最大串联电路中,当滑动变阻器的阻值等于与其串联的电阻阻值时,滑动变阻器消耗的电功率最大。

即滑动变阻器与定值电阻平分电压时,滑动变阻器消耗功率的功率为最大值,其最大值为U²/4R1。

(R1为定值电阻的阻值)希望帮助到你,若有疑问,可以追问~~~祝你学习进步,更上一层楼!(*^__^*)补充:证明:令滑动变阻器接入电路电阻的功率Px为因变量,滑动变阻器接入电路电阻Rx为自变量,则串联电路的总电阻:R总=R1+R2滑动变阻器接入电路电阻的两端电压为:U2=R2U/(R2+R1) 滑动变阻器接入电路电阻的功率:P2=U2²/R2=[R2²U²/(R2+R1)²] × (1/R2) 即:P2=[R2/(R2+R1)²] U²=[1/(R2+2R1+R²1/R2)] U² (1)令Y=R2+2R1+R1²/R2,设R2=x,R1=a,则原式可变为:y=x+2a+a²/x=2a+(√x)²+(a/√x)²-2(√x)(a/√x)+2(√x)(a/√x)=2a+[√x-(a/√x)]²+2(√x)(a/√x)=4a+[√x-(a/√x)]²当√x-(a/√x)=0时,上式取得最小值,即当x=a时,y取得最小值,其最小值为4a。

根据上面所设的关系,即当R2=R1时,Y取得最小值,即最小值Y=4R1而当Y取得最小值时,1/(R2+2R1+R1/R2) 即可取得最大值,则分析上面(1)式可知,此时P2取得最大值,P2的最大值为:P2=U²/4R1综上所述,当R2=R1时,即滑动变阻器与定值电阻平分电压时,滑动变阻器消耗功率的功率为最大值,其最大值为U²/4R1。

2021年中考物理真题全国精选及解析:电功率

2021年中考物理真题全国精选及解析:电功率

2021年中考物理真题全国精选及解析:电功率1.(2021盐城)下列用电器主要利用电流热效应工作的是()A.电饭锅B.电视机C.电风扇D.电冰箱【答案】A。

【解析】A、电饭煲工作时,将电能转化为内能,加热食物,是利用电流的热效应工作的,故A符合题意;B、电视机工作时,主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的,故B 不符合题意;CD、电风扇和电冰箱工作时,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故CD不符合题意。

2.(2021湘潭)如图是小王家的电能表,下列说法正确的是()A.电能表的读数为56378kW•hB.这个电能表正常工作的电压为380VC.这个电能表要在20A的电流下才能正常工作D.小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次【答案】D。

【解析】A、电能表显示数字中最后一位是小数,单位为kW•h,则图中电能表示数为5637.8kWh,故A错误;B、表盘上“220V”表示电能表的正常工作电压为220V,故B错误;C、20A表示该电能表正常工作时允许通过的最大电流,故C错误;D、“1600imp/(kW•h)”表示用电器每消耗1kW•h(1度)的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,故D正确。

3.(2021齐齐哈尔)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。

当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法中正确的是()A. 电流表示数减小,电压表示数增大B. 电流表示数减小,电压表示数不变C. 电路总电阻减小,电路总功率增大D. 电流表示数不变,电压表示数不变【答案】D【解析】解:由图可知,R1和R2并联,电压表测量电源的电压;电流表测量R1的电流;滑片向右移动时,由于电源电压不变,则电压表示数不变;因并联电路中各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,即电流表示数不变,故D正确,AB错误;当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,并联电路的总电阻变大;根据P=U 2R可知,总功率变小,故C错误故选:D4.(2021湘潭)如图是小李家电火锅的简化电路图,由图可知()A.R1和R2是串联的B.开关S1控制整个电路C.只闭合开关S,是高温挡D.开关S和S1都闭合,是高温挡【答案】D。

初中九年级(初三)物理如何求解滑动变阻器所消耗的最大电功率

初中九年级(初三)物理如何求解滑动变阻器所消耗的最大电功率

如何求串联电路中滑动变阻器消耗的最大电功率在初三的学习中学生常会遇到有这样一种类型的题:如图1所示,电源电压不变,R1是定值电阻,R1=8Ω,R2是滑动变阻器,其最大电阻是24Ω,滑动变阻器的滑片P在a端时,电流表的读数是0.5A,求(1)电源电压。

(2)滑动变阻器消耗的最大电功率。

我发现大部分学生的解法如下:(1)当滑片在a端时,电路图如图2所示∵R1=8Ω,I=0.5A= U1=I·R1=0.5A·8Ω=4V。

∴U总(2)当滑片在b端时,电路图如图3所示:此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,消耗的电功率也最大。

∵R1=8Ω,R2=24Ω,U总=4VP2= I·R2=(0.125A)2×24Ω=1.375W。

第一问的解法毫无疑问是正确的,但是第二问的解法正确吗?当时在课堂上讨论此题时可有一番争吵,绝大多数学生认为解法正确,理由是“在串联电路中,导体消耗的电功率与该导体的电阻成正比。

”我认为他们的说法没错,根据题意可知当滑动变阻器接入电路的电阻最大时有R2> R1,但这只能说明此时R2消耗的电功率大于R1消耗的电功率,即:P2>P1,能否说明此时R2消耗的电功率是最大的呢?经过这一番引导,个别学生茅塞顿开,指出“虽然当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,但是此时电路中的电流却是最小的,R2消耗的电功率不一定最大。

”到此为止,所有的学生才恍然大悟,意识到自己出错的原因。

如何求解滑动变阻器消耗的最大电功率呢?仅利用物理知识解决不了,需要利用一些数学规律进行推理,即借助数学知识求物理中的极值。

显然,这对学生是个难点,因此,在我们平时的教学中,应注意将一些数学知识渗透到物理教学中去,帮助学生建立“物理——数学——物理”的解题理念,从而将物理与数学融会贯通。

上一题第二问可用两种数学方法求解:方法一,设滑动变阻器消耗的电功率最大时,接入电路的电阻R0,滑动变阻器消耗的电功率是P2。

小专题(一)串并联电路中电功和电功率的计算

小专题(一)串并联电路中电功和电功率的计算

小专题(一) 串、并联电路中电功和电功率的计算01 专题概述)电功率的相关计算公式较多,灵活选择公式进行计算是一个难点,可分为以下几种类型:(1)公式P =W t ,可推导出公式W =Pt 和t =W P,一般适用于结合电功率的计算. (2)公式P =UI ,可推导出公式U =P I 和I =P U. (3)由P =UI =IR ·I 得公式P =I 2R ,可推导出公式R =P I2和I =P R,一般适用于串联电路中P 与R 的定性判断.(4)由P =UI =U ·U R 得公式P =U 2R ,可推导出公式R =U 2P和U =PR ,一般适用于并联电路中P 与R 的定性判断.02 专题训练)类型1 串联电路电功和电功率的计算1.(2017·丽水)如图所示电路中,R 1的阻值为4 Ω,当开关S 1和S 2都闭合时,电流表示数为3 A ;当只闭合S 2时,电流表示数为2 A ,下列说法正确的是(D )A.电源电压为6 VB.R 2的阻值为1 ΩC.S 1和S 2都闭合时,R 2消耗的功率为18 WD.只闭合S 2时,电路消耗的总功率为24 W2. 两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示,现将甲和乙串联后接在电压为6 V 的电源两端,下列分析正确的是(B )A.乙两端的电压是2 VB.甲的电功率等于0.8 WC.通过甲的电流大于通过乙的电流D.甲、乙两端的电压之比为2∶13.如图所示电路中,R 1=10 Ω,R 2=20 Ω,电源电压为6 V ,R 1消耗的电功率为 0.4 W ,R 2消耗的电功率为 0.8 W.4.(2018·滨州)如图所示,把标有“6 V 6 W ”字样的灯泡L 接入电源电压恒为9 V 的电路中,为使灯泡正常发光,需要串联的定值电阻R = 3 Ω.5.如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图,S 为单刀双掷开关,电源电压为12 V ,且保持不变,小灯泡的额定功率是6 W ,电阻R 的阻值为6 Ω.当开关S 接“2”时,小灯泡恰好正常发光.若灯丝电阻不变,试求:(1)小灯泡的额定电流是多少?灯丝的电阻是多少?(2)小灯泡正常发光5 min ,电流通过小灯泡做的功是多少?(3)开关S 接“1”时,电阻R 的功率是多少?解:(1)由题知,电源电压U =12 V ,当开关S 接“2”时,小灯泡直接接在电源上,小灯泡恰好正常发光,U L =U 额=12 V ,P L =P 额=6 W由P =UI 得,小灯泡的额定电流:I =P 额U 额=6 W 12 V=0.5 A 由P =U 2R 得,灯丝电阻:R L =U 2额P 额=(12 V )26 W =24 Ω (2)小灯泡正常发光,P L =P 额=6 W5 min 电流通过小灯泡做的功:W L =P L t =6 W ×5×60 s =1 800 J(3)开关S 接“1”时,灯和电阻R 串联,所以R 总=R L +R =24 Ω+6 Ω=30 Ω电路中电流:I ′=U R 总=12 V 30 Ω=0.4 A 电阻R 的功率:P R =I ′2R =(0.4 A )2×6 Ω=0.96 W类型2 并联电路电功和电功率的计算6.将灯L 1接在12 V 的电路中,功率为12 W.若保持电路电压不变,再在电路中连入灯L 2,使电路的总功率为18 W.在图示的四个电路中,(不考虑灯丝电阻随温度变化)连接方法正确的是(C )7.(2017·哈尔滨)如图所示,电阻R =55 Ω,当闭合S 1、S 2时,电阻R 消耗的电功率为 880 W ,此时电路消耗的总功率为1 000 W ,则当只闭合S 2时,电动机消耗的电功率为 120 W.8.(2017·广东)有“3 V 0.75 W ”的L 1灯泡和“3 V 1.5 W ”的L 2灯泡,如图甲所示,闭合开关,L 1和L 2正常发光,则电路总电阻R = 4 Ω;如图乙所示,闭合开关,L 1灯正常发光,则电源2的电压U = 4.5 V ;此时L 2消耗的实际功率P = 0.375 W (假设灯丝电阻不变).甲 乙类型3 综合提升9.如图所示,电源电压为10 V .当开关S 1闭合、S 2接B 时,电流表的示数为1 A ;当开关S 1断开、S 2接B 时,电流表的示数是0.2 A.求:(1)R 1、R 2的阻值各是多少?(2)当开关S 1闭合、S 2接A 时,电路消耗的总功率是多少?解:(1)当开关S 1闭合、S 2接B 时,电路为R 1的简单电路,电流表测通过R 1的电流I 1,由I =U R 可得,R 1的阻值:R 1=U I 1=10 V 1 A=10 Ω 当开关S 1断开、S 2接B 时,R 1、R 2串联,电流表测电路中的电流I 2,电路中的总电阻:R 总=U I 2=10 V 0.2 A=50 Ω R 2的阻值:R 2=R 总-R 1=50 Ω-10 Ω=40 Ω(2)S 1闭合、S 2接A 时,R 1、R 2并联,电路中的总电阻:R =R 1R 2R 1+R 2=8 Ω 电路消耗的总功率:P =U 2R =(10 V )28 Ω=12.5 W 10.(2017·南宁)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,R 0为定值电阻.当滑动变阻器的滑片移动时,滑动变阻器的电功率P 1随其接入电路的阻值R 的变化图象如图乙所示,求:(1)当电压表的示数为4 V ,电流表的示数为2 A 时,滑动变阻器接入电路的阻值和它在1 min 内消耗的电能.(2)当滑动变阻器的电功率P 1最大时,电流表和电压表的示数.(3)R 0的阻值.甲 乙解:由题已知,滑动变阻器R 和定值电阻R 0串联接在电路中,电压表测量的是R 两端的电压,电流表测量电路中的电流:(1)当U 1=4 V ,I 1=2 A 时,根据欧姆定律,此时滑动变阻器接入电路中的电阻:R 1=U 1I 1=4 V 2 A=2 Ω 由图乙可知此时P 1=8 W ,在t =1 min =60 s 内消耗的电能:W 1=P 1t =8 W ×60 s =480 J(2)由图乙可知,滑动变阻器的功率最大为9 W 时,其接入电路中的电阻:R 2=4 Ω,根据P =UI =U 2R可得U =PR ,即电压表示数:U 2=P max R 2=9 W ×4 Ω=6 V 电流表的示数:I 2=U 2R 2=6 V 4 Ω=1.5 A (3)设电路的电源电压为U ,则对于整个电路有U =I (R 0+R ),当I 1=2 A 时,R 1=2 Ω,电源电压:U =2 A ×(R 0+2 Ω)…①当I 2=1.5 A 时,R 2=4 Ω,电源电压:U =1.5 A ×(R 0+4 Ω)…②联合以上两式,解得R 0=4 Ω。

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串联电路中滑动变阻器最大功率问题
典例分析:在如图所示的电路中,电源电压为U=6V 且恒定,定值电阻R 1=10Ω与最大值为R 2的变阻器串联,求S 闭合后,当R 2为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?这个最大值是多少?
略解:根据2212
222
2
1222
222)(1)(R R R U R R R U R I I U P +=
⋅+=⋅=⋅= =
)0(4)(1
212212
2
≠+-R R R R R U
可见,当R 2=R 1=10Ω时,P 2最大,且最大值为W R U P 9.041
2
2==
从题中的“R 2=R 1时,P 2最大”这一结论中,有一些值得我们思考的问题:①本题的解法很特别:除了运用必须的关于电功率的计算公式外,它还必须借助于巧妙的数学技巧,将本不能一目了然的函数表达式变换成关系清楚的表现形式。

这是值得我们在解题过程中加以学习和借鉴的。

②P 2的值在R 2=R 1时最大,但如果实际上R 2的最大值小于R 1,P 2还存在最大值吗?③在R2>R1的情况下,移动滑片使R2的值由0增大到R1后继续增大时,P2怎样减小呢?④P2这个关于R2的函数的图像是什么形状的呢?
为了解决上面的问题,先用列表法分析P2随R2的变化趋向,以下是一组数据(以U电源=6V,R1=10Ω为例)
P 2(W)0.747 0.722 0.698 ……
从上表中的数据不难发现P2具有如下的变化趋势:
①当R2<R1时,R2取它允许的最大值时,P2为实际的最大值,但不能达到理论上的最大值(即R2=R1=10Ω时,P2=)
②R2=R1这一点是P2变化的分水岭(函数图象的最大值点,即函数图象的拐点)
③在R2=R1这一分水岭两侧,P2值的变化是不对称的,当R2由0增大到R1时,P2逐渐增大(增大较快),并达到最大值;R2连入的值达到R1后继续增大,P2则缓慢减小。

(用赋值法易求P2从减小到时,R2的值必须达到50Ω)。

以下是用描点法描绘的P2随R2变化的图像:
巩固训练1、在如图所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,
电阻R1= 10Ω,R2为“1A,20Ω”的滑动变阻器。

求当变阻器R耗的
功率最大时,R1功率是多大?
R R2
巩固训练2、如图甲所示电路中,?为定值电阻,?为滑动变阻器,
图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象.则以下说法
正确的是(????)?
A.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
B.电源电压为
C.电阻的阻值为20Ω
D.在此串联电路中,滑动变阻器的电阻越大,功率越大
解:?
由电路图可以知道,与
串联,电压表测
两端的电压,电流表测电路中的电流.?
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电
路中的电流最小,?
由图象可以知道,电路中的最小电流
时,的电功率,?
由可得,滑动变阻器的最大阻值:
Ω,故A错误;?
(2)由图象可以知道,当电路中的电流I′
时,的电功率
′,?
此时接入电路的电阻:?Ω′,?
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,?由可得,电源的电压:?
′′)
Ω),?
当电路中的电流时,电源的电压:?
Ω),?
因电源的电压不变,?所以,Ω)Ω) ,?计算得出:Ω,故C错误;?
则电源的电压:?ΩΩ)
,所以B选项是正确的;?
(3)由图象乙,电路的电流增大,滑动变阻器连入阻值变小,滑动变阻器的功率先变大后变小.由此知,随滑动变阻器的电阻增大,其功率先变大后变小.故D错误.?
所以B选项是正确的.
解析
由电路图可以知道,与
串联,电压表测
两端的电压,电流表测电路中的电流.?
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,根据图象读出滑动变阻器消耗的电功率,利用求出滑动变阻器的最大阻值;?
(2)由图象读出电路中的电流为时
的电功率,根据
求出接入电路的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式求出
的阻值,进一步根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;?
(3)由图象知,电路中电流变大时,变阻器功率先变大后变小,由此分析.
巩固训练 3.如图甲所示,为定值电阻,为滑
动变阻器.图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关
系的图象.则下列说法正确的是(????)
A.?滑动变阻器消耗的最大电功率为
B.?定值电阻的阻值为
C.?电源电压是
D.?该滑动变阻器的最大阻值是
解:
由电路图可以知道,与
串联,电压表测
两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)由图象可以知道,电路中的最小电流
时,的电功率
,
由可得,的最大电阻:
;故D错误;
(2)由图象可以知道,当电路中的电流
时,的电功率
,
此时接入电路的电
阻:
;
(3)当电路中的最小电流时,
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可以知道:,由可得,电源的电压:
当电路中的电流
时,与串联,
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可以知道:
,由可得,电源的电压:
由(1)(2)计算得出:,故B错误;
电源的电压,故C错误;
(4)滑动变阻器消耗消耗的功率:;
所以,当
时,
消耗功率最大,
最大功率为,所以A选项是正确的.
所以A选项是正确的.
解析:
由电路图可以知道,与
串联,电压表测
两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)由图象读出电路中的最小电流为时
的电功率,根据
求出接入电路的最大电阻;
(2)由图象可以知道,电路中的电流是时
的电功率,根据
求出接入电路的电阻;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式求出
的阻值,进一步求出电源的电压.
(4)然后应用电功率公式分析答题.。

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