滑动变阻器取值范围和最大最小功率问题

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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 。

人教版九年级物理电学专题之电功率极值和滑动变阻器取值范围讲解与强化训练48题有答案

人教版九年级物理电学专题之电功率极值和滑动变阻器取值范围讲解与强化训练48题有答案

人教版九年级物理电学专题之极值和取值范围强化训练48题有答案姓名:__________ 班级:__________一、滑动变阻器接入电阻的范围1.最大阻值:首先应先进行分析,若随着变阻器阻值的增大,各电表的示数在减小,则变阻器允许的最大阻值即为变阻器铭牌中标注的最大值;若串联电路中,有电压表并联在滑动变阻器两端,则应利用电压表的量程最大值、电路电流值,求变阻器允许的最大阻值,即Rmax=U电压表max/I2.最小阻值:应先确定电路中允许的电流最大值,确定的依据是:电流表的量程、滑动变阻器的铭牌、用电器的额定电流以及并联在用电器两端的电压量程,利用这四者分别求出每一条件下允许的最大电流,取四者中最小的,作为电路中允许的最大电流,然后再根据滑动变阻器之外的用电器两端电压、电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值,即Rmin=(U电源-U额)/Imin二、电路的电流、电压的极值1.电路电流的极值:a.电路最大电流:依据电路中用电器的额定电流、电流表的量程来决定,取两者中的最小值作为电路的最大电流值;b.电路最小电流:依据滑动变阻器接入电路的最大阻值决定,此时电路中的总电阻最大,由I=U/R可知此时电路中电流为最小电流:Imin=U电源/R总最大2.用电器两端电压的极值a.最大电压:依据用电器的额定电压,电压表的量程来决定,取两者中的最小阻值作为用电器两端的最大电压值;b.一般是求滑动变阻器的最小电压,此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定,此时要注意电路安全问题,即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值及电压表量程的情况下来取最小电压。

三、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)的物理量即可求得。

1. 最大(小)电压、电流值,则有P=UI2.最大(小)电压值、电阻值,则有P=U²/R3.最大(小)电流值,电阻值,则有P=12R一、单选题(共32题)1.如图是小白同学所设计的四种发热器的电路,所用的电源电压相同,R1>R2,四个电路中消耗的总电功率最大的是()A. B. C. D.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()A. 0.45WB. 0.50WC. 0.80WD. 0.90W3.如图所示,电源电压为4.5 V,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”,滑动变阻器规格为“101 A”,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 w”(灯丝电阻不变)。

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。

2024年中考物理复习----滑动变阻器的最大功率

2024年中考物理复习----滑动变阻器的最大功率

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“20Ω 2A ”,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 20.5A U 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 =1.5 V(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8 VC.电源内阻为2ΩD.当电流为0.5 A 时,外电路的电阻为6 Ω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 。

滑动变阻器的取值范围的计算

滑动变阻器的取值范围的计算

专题:滑动变阻器的取值范围的计算1.如图所示,小灯泡电阻为12Ω且保持不变,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电源电压恒为18V,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程(电流表所选量程0﹣0。

6A,电压表所选量程为0﹣15V).滑动变阻器在移动过程中,下列说法正确的是( )第1题图第2题图第3题图A.电压表跟电流表比值始终不变B.通过小灯泡的最大电流可为1.5AC.电压表的示数最小示数为0V D.滑动变阻器的取值范围为18Ω~60Ω2.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0。

6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2的规格为“50Ω 0。

5A"。

闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示,在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是()A.电源电压为9V B.R1的阻值为20ΩC.滑动变阻器的取值范围是2Ω~50ΩD.电路中电流不能超过0。

6A3.如图所示的电路中,电源电压为4.5V 不变,电阻R1标有“6Ω 0.5A",滑动变阻器R2标有“30Ω 1A”,电流表的量程为“0~0。

6A”,电压表的量程为“0~3V”,滑片移动时,为了保护各电表和元件,下列说法正确的是()A.滑动变阻器阻值范围为3Ω~8ΩB.电压表变化范围为1V~3VC.电流表变化范围为0。

5A~0。

25A D.滑动变阻器的取值范围为6Ω~12Ω4.如图为小明做“伏安法测电阻”的实验电路图,图中有电流表(量程0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表,(量程0﹣3V,0﹣15V)、滑动变阻器(最大阻值为12Ω)、被测电阻R x(约6Ω,按6Ω计算)及由三节新干电池串联组成的电源。

若实验要求电表指针不超过量程,且几次测量指针都偏过电表刻度盘的中线。

则变阻器连入电路的阻值取值范围是()A.3Ω~12ΩB.15Ω~12ΩC.15Ω~9ΩD.3Ω~9Ω第4题图第5题图5.在“探究电流与电阻的关系"实验中,现有器材如下:电源(电压为4。

欧姆定律有关极值问题(原卷版)

欧姆定律有关极值问题(原卷版)

欧姆定律有关极值问题(1)在计算滑动变阻器的取值范围的过程中,一定要辨别清楚保证电路正常工作的限定条件,具限制条件一般是电表量程,用电器额定电压,额定电流等.(2)解题的一般步骤:第一步:判断由滑动变阻器的阻值变化引起的电表的变化;第二步:判断变大的物理量(如电流、电压等)是否会超过其各自的限定条件,引起安全隐患,从而推出滑动变阻器对应的最值.a.电流表量程;→取最小值→m I ax R 滑minb.小灯泡额定电流a.电压表量程b.电源电压 →R 滑maxc.小灯泡额定电压类型1 两表示数反对应的这类题的特点是:电压表测的是滑动变阻器的电压,当电流表示数取到最大值时,滑动变阻器接入阻值最小,电压表示数最小,当电压表示数最大时,滑动变阻器接入阻值最大,电压表示数最小(电流表示数变大,电压表示变小)【例题】如图电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P 在某两点间移动时,电流表示数变化范围是0.4~1.2A ,电压表示数变化范围是4.8~9.6V ,则定值电阻R 0的阻值和电源电压分别为( )A .4Ω,10VB .6Ω,12VC .8Ω,12VD .12Ω,14V类型2 两表示数正对应的这类题的特点是:电压表测的是定值电阻两端的电压,电压表和电流表示数要变大都变大,要变小都变小,所以两表量程限定的都是滑动变阻器接入阻值的最小值,此时需解出的两个阻值中较大的,才不至于把另一块表烧坏。

那么滑动变阻器接入的最大阻值就是它的总阻值中最大值了。

【例题】如图所示的电路中,电源电压U=4.8V,且保持不变,电阻R2=6Ω,变阻器R1的最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是。

类型3. 给范围求其他物理量的这类题通常会给两表示数的变化范围,一定注意两表示数是正对应还是反对应,通常的判断方法是:若电压表测的是定值电阻的电压,那么两表示数就是正对应,即电流表示数最大时对应的电压表示数也最大;若电压表测的是滑动变阻器的电压,两表示数就是反对应,即电压表示数最大时电流表示数反而最小。

滑动变阻器的典型难题(含答案)

滑动变阻器的典型难题(含答案)

例1、如图所示电路,电源电压为9V ,R1=7Ω,滑动 变阻器R2的最大阻值为30Ω,若电流表采用0至0。

量程,电压表采用0至3V 量程,为了不使电流表和电压表损坏,求滑动变阻器R2的取值范围。

解:(1)要保证两表都不损坏,应该先确定以哪只表为 最低标准,当电压表示数为3V 时,设整个电路中的电流为I3,则I3=3V ÷7Ω≈0。

43A ,电流表不会烧坏。

当电流表的示数是0。

6A 时,R1两端的电压为U1′,则:U1′=0.6A ×7Ω=4。

2V此时不符合题意,电压表超过量程,可能会烧坏.经过上述计算,现在只能取电压表的最大量程3V 为依据,当电压表的最大量程为3V 时,滑动变阻器两端的电压最小,设R2两端的最小电压为U2′,则: U2′=9V -3V =6V ,设滑动变阻器接入电路的最小电阻为R2′,则根据欧姆定律,可得:U1÷R1=U2′÷R2′,所以R2′=U2′×R1÷U1=6V ×7Ω÷3V =14Ω 故滑动变阻器R2的取值范围为14Ω至30Ω注意:例1和例2是不同的,电压表测的对象不一样!例2、如图所示,电流表量程为0至0.6A ,电压表量程为0至15V ,电阻R1=30Ω,电源电压24V 恒定不变,当滑动变阻器连入电路的电阻太小时,电路中电流会超过电流表量程,当滑动变阻器R2连入电路 的电阻太大时,R2两端的电压会超过电压表的量程。

求:在不超过电流表、电压表量程的情况下,滑动变阻器连入电路的电阻的变化范围. 解:设滑动变阻器连入电路的电阻为R ,我们使用一个简章的方法来列一个不等式方程组,如下:24V ÷(R +R1)≤0。

6A (1)[24V ÷(R +R1)]×R ≤15V (2)代入R1=30Ω,解(1)(2)两个方程组可得10Ω≤R ≤50Ω注意:不能把(2)式列成:0.6×R ≤15V 。

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。

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。

中考物理高频考点训练:最大(最小)电功率的计算

中考物理高频考点训练:最大(最小)电功率的计算

最大(最小)电功率的计算【考法综述】1.求电路的最大电功率或者最小电功率。

2.求满足电路安全条件的各物理量取值范困.3.动态电路分析。

【解法探讨】例1.(2018贺州)用如图所示的电路测量小灯泡的功率,电源电压恒定为8V,电压表量程为0〜15V,电流表量程为0〜0.6A,滑动变阻器规格为“20。

1A'\灯泡L标有“6V05A'字样,不考虑灯丝电阻的变化,电路中各元件都在安全的条件下,下列说法正确的是()A.灯泡L工作时的最小功率是0.7W-----=B.电流表示数的变化范围是0.25〜O.55AC.滑动变阻器允许的取值范用是2~20。

D.电压表示数的变化范围是3〜6V【答案】D【简析】由电路陶可知,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流.灯泡的额定电流为0.5A,电流表的钛程为0〜0.6A,为了保证电路中芥元件的安全,电路中的最大电流为U s=I l=0.5A.灯泡的电阻:R l=^=W=1血电路中的最小总电阻:R总mm=*=与=16。

・所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值;R;»n.1B=R Cnil n-RL=16Q ubA-12Q=4Q.当滑动变阳器接入电路中的阻值成大时,电流最小,电斥表示数最小,芥元件是安全的,所以,滑动变阻器的电阻允许调杓的范国为4。

〜20d所以C错。

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流最小,灯泡的功率最小。

此时电路的电阻n ovR=R l+R时恤=12。

+20。

=32。

:最小电流为Im峪z=—=O.25A.所以电流表示数的变化范围为0.25A—0.5A・ B错。

电压表的最小示数(即灯泡的最小电压):U i=In Ua RL=0.25Axl2Q=3V;因为灯泡的额定电压为6V,所以电压表的最大示数为6V,则电压表示数的变化范国是3V〜6V,D正确。

灯泡的最小功率:P l=L w FR l=(0.25A)2x12Q=075W,Alto例2.(2018玉林)如图所示,R”是阻值为10Q的定值电阻,R为滑动变阻器,灯泡上标有“4V2W“字样,且小灯泡的阻值始终保持不变。

(完整版)滑动变阻器取值范围和最大最小功率问题

(完整版)滑动变阻器取值范围和最大最小功率问题

(完整版)滑动变阻器取值范围和最大最小功率问题滑动变阻器取值范围和电路最大最小功率问题一、滑动变阻器取值范围题:方法总结:此类试题的特点是:电流表、滑动变阻器、用电器串联,电压表分为两种情况,一种测滑动变阻器两端电压;一种测用电器两端电压。

解决此类问题的思路是“左右兼顾",首先确定最大电流,要进行两种情况的对比:(1)电流表量程;(2)用电器允许通过的最大电流:用公式I=U/R;或公式I=P/U;确定最大电流后,利用“滑动变阻器最小电阻等于总电阻减去用电器的电阻”;第二步根据电压表的量程确定用电器两端的最小电压,从而计算出电路中的最小电流,利用“滑动变阻器最大电阻等于电压表所选量程除以最小电流值”;特殊情况是电压表测量用电器两端电压,滑动变阻器可以移动到最大阻值处,即最大阻值只需要说明,不需要计算。

例题:电压表测量滑动变阻器的题目1.如图所示电路中,电源电压为4。

5V不变,电阻R1标有“6Ω0.5A”,滑动变阻器R2标有“30Ω1A”,电流表量程为“0-0。

6A”,电压表量程为“0—3V",为了保护各电路元件,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是多少?( ) A.0~12Ω B.0~30Ω C.3~12Ω D。

3~30Ω1题图 2题图2。

标有“4V 1 W”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在图8所示的电路中,电源电压为6V,电流表量程为“O~O。

6A”,电压表量程为“0~3V”. 为确保电路安全,闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在(不考虑温度对电阻的影响)( )A.O~8Ω B.8~16Ω C.16~20Ω D.以上答案都不对3.(2014潍坊)如图所示的电路中,电源电压为5V且保持不变,电流表量程为0~0。

6A,电压表量程为0~3V,R1为滑动变阻器,R2=20Ω,灯泡L标有“4V1.6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响).在仪表和灯泡安全工作的情况下,求:(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率; (2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围。

(完整版)关于滑动变阻器阻值变化范围习题及答案

(完整版)关于滑动变阻器阻值变化范围习题及答案

一.选择题(共3小题)1.如图所示,定值电阻R1的阻值18Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为150Ω,电源电压为18V,电流表选择0~0.6A量程,电压表的量程为0~15V.为了保证电路各元件安全,滑动变阻器R2的阻值变化范围为()A.0Ω~150ΩB.20Ω~100ΩC.12Ω~90ΩD.20Ω~90Ω二.填空题(共2小题)2.如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U﹣I”关系图象如图乙所示.则电源电压为_________V,定值电阻R1的阻值为_________Ω,滑动变阻器R2的阻值变化范围为_________Ω.3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时,测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图所示,则变阻器的最大阻值是_________,电压表V2对应示数的变化范围_________.三.解答题(共12小题)7.如图所示电路中,滑动变阻器的阻值变化范围是0~20欧,电源电压为4.5伏.当电流表的示数是0.5A时,电压表的示数是2V.已知电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V.为了不损坏两个电表,求滑动变阻器可连入电路的阻值范围.8.如图所示,电压表的量程是0~3V,电流表的量程是0~0.6A,滑动变阻器R2的最大阻值是15Ω,电热丝R1的阻值是5Ω,电源电压4.5V.当滑动变阻器的滑片移到中点时,电压表的示数是多少?10s内电热丝R1产生的热量是多少;为了保证两电表均能安全用,滑动变阻器的阻值变化范围是多少?9.如图所示,电源电压保持不变.滑动变阻器R2的滑片P在移动过程中,电压表的示数变化范围是0~4伏,电流表的示数变化范围是0.5~1安,求:电源电压、电阻R1的阻值和变阻器R2的最大阻值.10.如图所示,电源电压为12V,且保持不变,电阻R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,则当滑动片P在滑动变阻器上滑动时,电流表、电压表上示数变化的最大范围分别是多少?11.如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.灯泡铭牌标着“18V,9W”,电源电压恒为U=24V.(1)当滑动变阻器连入电路的电阻值为36Ω时,灯泡消耗的实际功率.(2)当滑动变阻器的阻值为何值,滑动变阻器的功率最大,最大值是多少?(3)当滑动变阻器左右任意滑动时,电路能安全工作,滑动变阻器连入电路中的电阻的变化范围.12.如图,电源电压保持不变.闭合开关S后,滑动变阻器R0的滑片P在移运过程中,电压表的示数变化范围为0~4伏,电流表的示数变化范围为0.5~1安,求:(1)R的阻值;(2)R0的最大阻值;(3)电源电压.13.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器R',的滑片P在移动过程中,电压表的示数变化范围为0~9.6V,电流表的示数变化范围为0.2~1A,求:(1)R的阻值;(2)R'的最大阻值;(3)电源电压.14.一只标有“2.5V 0.5A”的小灯泡和一只规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器串连接在电压为3伏的电源上,如图所示.求(1)正常发光时滑动变阻器接入电路中的阻值;(2)滑片滑动时,灯泡功率的变化范围;(3)若小灯泡的实际功率为0.8W,求滑动变阻器接入电路中的电阻.15.在图所示的电路中,电源两端电压U=9V,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大电阻值为20Ω.当滑动变阻器的滑片P从右端移到左端时,电阻R1消耗的电功率变化范围是_________W.16.如图所示,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电压表的量程是0~15V.闭合开关后,移动滑动变阻器,使电压表的示数为12V,这时灯泡恰好正常发光.求:(1)电源电压;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为33Ω时,小灯泡消耗的实际功率;(3)在不超过小灯泡额定电压和电压表量程的情况下,变阻器接入电路中的阻值变化范围.17.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,S闭合后,在滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端的过程中,测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图乙所示.求:(1)电源的电压;(2)滑动变阻器的最大阻值;(3)电阻R1消耗的电功率的变化范围.7.解:当电流表的示数是0.5A时,定值电阻R0两端的电压U0=U-U P=4.5V-2V=2.5V,定值电阻R0的阻值为R0===5Ω;为保证电流表不损坏,电路中的最大电流为0.6A,则电路中的总电阻为=7.5Ω,滑动变阻器连入电路电阻的最小值为2.5Ω;为保证电压表不损坏,滑动变阻器的最大电压为3V,则此时R0的电压为4.5V-3V=1.5V,电路中的电流为=0.3A,此时滑动变阻器连入电路电阻的最大值为=10Ω;所以滑动变阻器可连入电路的阻值范围为2.5Ω~10Ω.答:为了不损坏两个电表,滑动变阻器连入电路的阻值范围为2.5Ω~10Ω.89。

初中电学重难点专题-滑动变阻器取值范围

初中电学重难点专题-滑动变阻器取值范围

滑动变阻器取值范围专题一、计算题1、如图所示,电源电压保持不变,R 1、R 2为定值电阻,开关S 3始终闭合。

闭合开关S 1、断开开关S 2,滑动变阻器的滑片置于某位置M 时(图中未标出),滑动变阻器的阻值为R M ,电流表的示数为I 1,滑动变阻器的电功率P M 为0.4W 。

保持开关S 1闭合、开关S 2断开,将滑动变阻器的滑片置于某位置N 时(图中未标出),滑动变阻器的阻值为R N ,电流表的示数为I 2,电压表的示数为U 1,滑动变阻器的电功率P N 仍为0.4W 。

断开开关S 1、闭合开关S 2,滑动变阻器的滑片仍置于位置N 时,电压表的示数变为U 2。

已知I 1:I 2=2:1,U 1:U 2=7:9。

求:(1)滑动变阻器接入电路的阻值R M 与R N 之比; (2)定值电阻R 1与R 2的阻值之比;(3)改变开关状态和调节滑动变阻器的阻值,使电路的电功率最大,求出电路的最大电功率。

2、如图所示,电源电压保持不变。

当开关1S 闭合、2S 断开,滑动变阻器的滑片P 移到右端时,电阻3R 的电功率为3P ,电流表的示数为1I ;当开关1S 断开、2S 闭合时,电阻3R 的电功率为3P ',电流表的示数为2I ;当开关1S 、2S 断开,滑动变阻器的滑片P 在中点时,电压表1V 的示数为1U ,电压表2V 的示数为2U ,滑动变阻器的电功率为2P 。

已知3316P P '=,212U U =,2 2.7W P =。

求:(1)12I I =∶?(2)电阻3R 的电功率3P ;(3)通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P ,求电路消耗的最大电功率。

3、如图所示的电路中,电阻R1=30欧,滑动变阻器R2标有“100欧 2A ”字样,电流表的量程为0~0.6安,电压表的量程为0~15伏。

闭合电键S 后,滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为9伏,电流表的示数为0.5安。

2024年中考物理专题复习—滑动变阻器范围问题详解

2024年中考物理专题复习—滑动变阻器范围问题详解

2024年中考物理专题复习—滑动变阻器范围问题详解例题:如图所示,电源电压恒为4.5V,定值电阻R1规格为“10Ω0.5A”,滑动变阻器R2规格为“20Ω1A”,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,问:滑动变阻器的阻值范围以及电表取值范围?解析:详细过程如下:(1)先定性分析变化情况,再根据欧姆定律定量计算:真题演练1.(2023四川达州)如图所示,灯泡规格为“5V2.5W ”(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器规格为“50Ω1A ”,电流表所选量程为“0~0.6A ”,电压表所选量程为“0~3V ”,电源电压恒为9V ,闭合开关,在保证电路中各元件安全的情况下,下列表述正确的是()A .该电路消耗的最大功率为4.5WB .滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为8Ω~50ΩC .通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光D .滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V 【答案】D2.(2023四川遂宁)如图甲所示电路,电源电压恒定,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2铭牌上标有“120Ω0.8A ”的字样,电流表量程0~0.6A ,电压表量程0~15V 。

在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器滑片,经测量分析,得出R 2的电功率P 与其两端电压U 的关系如图乙。

则下列说法正确的是()A.电源电压为16VB.R1的阻值为25ΩC.电路总功率的最大变化量为10.8WD.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω【答案】D3.(2023·辽宁抚顺、铁岭)(多选)如图所示电路,定值电阻R0为40Ω,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A,当滑动变阻器的滑片P在最右端时,先闭合开关S,电流表示数为0.1A,再闭合开关S1,电流表示数为0.2A,在保证电路元件安全的条件下,将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。

下列说法正确的是()A.电源电压为8VB.滑动变阻器连入电路的阻值范围是~C.定值电阻的功率为0.8WD.通电1min,整个电路消耗的电能最多为120J【答案】BD4.(2023·黑龙江齐齐哈尔)(多选)如图所示电路,电源电压为4.5V且恒定。

初中物理讲义:动态电路电阻最值、范围问题

初中物理讲义:动态电路电阻最值、范围问题

动态电路电阻最值、范围问题【学习目标】1.会分析动态电路中的最值和范围问题2.掌握动态电路相关题型的解题技巧考点剖析滑动变阻器为什么接入阻值不能太小?在电路中,当电压不变时,电流与电阻成反比,当变化电阻(以滑动变阻器为例)阻值减小时,会使电路中电流增大,但由于电流表、小灯泡、定值电阻等有允许通过的最大电流值,电路中实际电流值不能超过电路允许通过的电流最大值,因此滑动变阻器的阻值就不能低于某一下限值。

滑动变阻器为什么接入阻值不能太大?当滑动变阻器阻值增大时,巾串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压会增大,但不能超过其两端允许的电压最大值,山此滑动变阻器接入的阻值就不能高于某一上限值。

题型说明与设计在中考电学中,考查的主要是串联电路情况,很少考查并联电路(并联电路可转化为串联型电路分析)。

在串联电路中,有下列五种题型:(1)最大电流限制型今求滑动变阻器最小值;(2)定值电阻最大电压限制型与求滑动变阻器最小值:(3)变化电阻最大电压限制型今求滑动变阻器最大值;(4)电流表、电压表反对应型,电流、电压都有限制今求滑动变阻器的阻值范围;电流表、电压表反对应型。

如图所示,考查频率较高。

这类题的特点是:电压表测滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器接入阻值最小,当电流表示数取到最大值时,电压表示数最小;滑动变阻器接入阻值最大,当电压表示数最大时,电流表示数最小。

解法:当电压表示数最大时,滑动变阻器阻值达到最大;可见电压表量程限定了滑动变阻器接入的最大值;当电流达到最大值时,滑动变阻器阻值达到最小(即滑动变阻器阻值再小,电路会被烧坏),可见电流限定了滑动变611器接入阻值的最小值。

为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值应该同时满足电路中对电流和电压的要求。

3---------------(5)电流表、电压表正对应型,电流、电压都有限制T求滑动变阻器的最小值:如图所示,这类题的特点是:电压表测定值电阻两端的电压,电压客和电流表示数同时增大或减小,所以两表量程限定的都是滑动变阻器接入阻值的最小值,此时需解得两个阻值中较大值,才不至于把电路烧坏。

中考物理高频考点训练:最大(最小)电功率的计算

中考物理高频考点训练:最大(最小)电功率的计算

最大(最小)电功率的计算【考法综述】1.求电路的最大电功率或者最小电功率。

2.求满足电路安全条件的各物理量取值范围。

3.动态电路分析。

【解法探讨】例1.(2018贺州)用如图所示的电路测量小灯泡的功率,电源电压恒定为8V,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,灯泡L标有“6V 0.5A”字样,不考虑灯丝电阻的变化,电路中各元件都在安全的条件下,下列说法正确的是()A.灯泡L工作时的最小功率是0.7WB.电流表示数的变化范围是0.25~0.55AC.滑动变阻器允许的取值范围是2~20ΩD.电压表示数的变化范围是3~6V【答案】D【简析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流。

灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件的安全,电路中的最大电流为I max=I L=0.5A,灯泡的电阻:R L== =12Ώ。

电路中的最小总电阻:R总= = =16Ώ。

所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑min=R总min﹣R L=16Ωmin﹣12Ω=4Ω。

当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电流最小,电压表示数最小,各元件是安全的,所以,滑动变阻器的电阻允许调节的范围为4Ω~20Ω,所以C错。

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流最小,灯泡的功率最小。

此时电路的电阻R=R L+R滑max=12Ώ+20Ώ=32Ώ;最小电流为I min= ==0.25A,所以电流表示数的变化范围为0.25A—0.5A,B错。

电压表的最小示数(即灯泡的最小电压):U小=I min R L=0.25A×12Ω=3V;因为灯泡的额定电压为6V,所以电压表的最大示数为6V,则电压表示数的变化范围是3V~6V,D正确。

灯泡的最小功率:P L=I min2R L=(0.25A)2×12Ω=0.75W,A错。

2024年中考物理专题复习—电功率之电功率范围问题

2024年中考物理专题复习—电功率之电功率范围问题

2024年中考物理专题复习—电功率之电功率范围问题例1.如图所示,一只“3V3W”的灯泡与标有“42Ω2A”的滑动变阻器串联,电路中电源电压为4.5V 不变,不考虑温度对电阻的影响,在保障电路元件安全的情况下。

求:(若不能整除保留一位小数)(1)灯泡的最小电功率;灯泡的功率范围。

(2)电路的总功率范围;(3)滑动变阻器的最大电功率。

解题关键:知识点:串联电路规律,电功率公式及推导式:22UP UI I RR===解题思路:(1)求解灯泡的最小电功率,选择公式P=I2R,理由是灯泡的_______不变,且是串联电路(电流处处______便于计算)。

由P=I2R可知,R不变,灯泡的电功率最小(或最大),需要电流_______值(或______值),即将滑动变阻器滑片移动到最______端(或______端)。

注意用电安全问题,在求电路电流最______值时,不损坏灯泡的前提下,滑动变阻器不能移动到最左端,电路中的最大电流由灯泡的_______电流决定。

(2)求解电路的总功率范围,即求功率的最大值和最小值,一般选择公式2UP UIR==,理由是电路中的______不变,本题选择2UPR=总总总进行研究。

此时需要电路中的_______最小(最大),电路的电功率最小(最大),即将滑动变阻器滑片移动到最______端(______端)。

本题也要注意电路元件安全问题,不损坏________的前提下,滑动变阻器不能移动到最_______端,电路中的最_______电流由灯泡的额定电流决定。

(3)滑动变阻器的最大功率,选择公式22U P UI I R R===中哪一个公式?()2222222=22LL L L L U U U P I R R R R R R R R R R R R R R ⎛⎫===⨯⨯ ⎪+++-+⎝⎭滑滑滑滑滑滑滑滑滑()22=4L LU R R R R -+滑滑当R 滑=R L =3Ω时,滑动变阻器的功率最大。

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

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。

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滑动变阻器取值范围和电路最大最小功率问题
一、滑动变阻器取值范围题:
方法总结:此类试题的特点是:电流表、滑动变阻器、用电器串联,电压表分为两种情况,一种测滑动变阻器两端电压;一种测用电器两端电压。

解决此类问题的思路是“左右兼顾”,首先确定最大电流,要进行两种情况的对比:(1)电流表量程;(2)用电器允许通过的最大电流:用公式I=U/R;或公式I=P/U;确定最大电流后,利用“滑动变阻器最小电阻等于总电阻减去用电器的电阻”;第二步根据电压表的量程确定用电器两端的最小电压,从而计算出电路中的最小电流,利用“滑动变阻器最大电阻等于电压表所选量程除以最小电流值”;特殊情况是电压表测量用电器两端电压,滑动变阻器可以移动到最大阻值处,即最大阻值只需要说明,不需要计算。

例题:电压表测量滑动变阻器的题目
1.如图所示电路中,电源电压为4.5V不变,电阻R1标有“6Ω0.5A”,滑动变阻器R2标有“30Ω1A”,电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-3V”,为了保护各电路元件,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是多少?()
A.0~12Ω
B.0~30Ω
C.3~12Ω
D.3~30Ω
1题图 2题图
2.标有“4V 1 W”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在图8所示的电路中,电源电压为6V,电流表量程为“O~O.6A”,电压表量程为“0~3V”. 为确保电路安全,闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在(不考虑温度对电阻的影响)()
A.O~8Ω B.8~16Ω C.16~20Ω D.以上答案都不对
3.(2014潍坊)如图所示的电路中,电源电压为5V且保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,R1为滑动变阻器,R2=20Ω,灯泡L标有“4V1.6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响).在仪表和灯泡安全工作的情况下,求:
(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率;
(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围。

例题:电压表测量用电器的题目
5.
6.
二、求解电路的最大功率和最小功率
方法总结:求解此类问题需要判断通过滑动变阻器滑片的移动和开关的断开、闭合,找出电路的最大总电阻和最小总电阻两种状态;进而利用P=UI或P=U2/R来计算电路的最大功率和最小功率。

例题:
1.(2014•聊城)如图,电源电压为12V,L是“12V 6W”的灯泡,R1为滑动
变阻器,R2为定值电阻.
(1)滑动变阻器的滑片在最左端,当三个开关都闭合时的电流表示数比
断开S2、闭合S、S1时变化了1A,求R2的电阻.
(2)改变电流表量程,滑动变阻器的滑片在最右端,闭合S、S2,断开S1,
电流表示数为0.2A,求滑动变阻器的最大电阻.
(3)滑动变阻器的滑片在中点,闭合S、S1,灯泡电阻按不变计算,求灯泡的实际电功率.(4)分析电路,计算该电路的最大功率和最小功率。

2. 如图21所示电路,电源电压不变,R1=12Ω,小灯泡标有“6V 3W”(设其电阻不变)。

电流表使用0-3A量程。

求:
(1)小灯泡的电阻。

(2)只闭合S l时,小灯泡正常发光,则电源电压为多大?
(3)当S l、S2、S3都闭合时,将滑片P移动到b端时,电流表的示数为1.2A,则滑动
变阻器的最大阻值是多少?
(4)保证电路安全情况下,通过开关的断开与闭合及滑片位置的移动,电路消耗的
最大总功率和最小总功率分别是多少?
图21
24.(2018•贵港)在“伏安法”测电阻的实验中,实验电路图如图所示,若待测电阻R x 的阻值为8Ω,要求实验中的电表不超过其量程,且电表的指针至少能达到刻度盘的中线,所用的实验器材在下列器材中选取:电流表一只(0~0.6A或0~3A),电压表一只(0~3V或0~6V),滑动变阻器(0~50Ω一只),电源(6V)一个(电源电压保持不变),开关一个,导线若干。

实验中,为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为W,滑动变阻器的取值范围为。

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