第18章《电功率》专题：电功率极值问题

九年级物理自信自主合作探究学案导学助你成功主备：刘利才审核：胡军秀1第十八章专题训练六：极值问题一、典例解析：小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型,如图所示,在一般情况下,只需灯光照明,温度较低时,则需要加热,电源电压恒为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“200Ω3A”的字样,电流表A1的量程为0−0.6A,电流表A2的量程为0−3A，灯泡上标有“12V3W”的字样。(1)灯泡正常工作时的电流是多大?(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡正常工作,求R1的阻值。(3)S、S1、S2均闭合后,在不损坏电路元件的情况下,求R2上消耗电功率的最小值和最大值。解析：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R1串联，灯泡正常工作，根据串联电路的电压特点求出电阻R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电阻R1的阻值；（3）当S、S1、S2均闭合时，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流，根据并联电路的电流特点求出电流表A2的示数为3A时通过R2的电流，然后与滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定通过R2的最大电流，此时R2上消耗的电功率最大，根据P=UI求出其大小；当R2接入电路中的电阻最大时，R2的电功率最小，根据P=U2/R求出其大小．二、针对训练：1.如图所示的电路中，电源电压U＝6V，电阻R1＝6，电阻R2＝4，求：（1）只闭合S1，通过R1的电流是多大？（2）只闭合S2，通电10s的时间内电流通过R2产生的电热是多少？（3）当三个开关处于何种状态时，整个电路消耗的电功率最大？并求出此时的最大电功率。2．如图所示，电源电压保持12V不变，电阻R1=50，只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时．电流表示数为0．2A，小灯泡L的实际功率为1．8W；电流表的量程为0一0．6A，电压表的量程为0一3V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少?(2)小灯泡的电阻是多少?只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少?(3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率是多少?九年级物理自信自主合作探究学案导学助你成功主备：刘利才审核：胡军秀23．如图所示，电源电压U保持不变，定值电阻R1的阻值是30Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，当S、S1闭合，S2断开时，电流表示数为0.2A，当S、S2闭合，S1断开，且滑片P在b端时，电流表示数为0.1A．（不考虑温度对灯泡电阻的影响），求：（1）电源电压U；（2）灯泡的阻值；（3）电路中消耗的最大总功率与最小总功率之比．4．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端，测得电阻R1两端的电压与通过R1的电流的变化关系如图乙所示．求：（1）电阻R1的阻值；（2）变阻器R2的最大阻值；（3）电压表V2的示数变化范围；（4）变阻器R2的最大电功率．