【点拨中考】2017年中考物理总复习课件专题五-有关电功率计算的电学极值(或范围)问题)-(共13张

专题5有关电功率计算的电学极值(或范围)问题)专项解读用电器有额定值、电表有量程、滑动变阻器有最大阻值和允许通过的最大电流，当电路发生动态变化时，不能超过这些值，于是就出现了所求物理量的极值(或范围)问题。解题策略：(1)重视不变量：电源电压与定值电阻的阻值。(2)寻找可求量与要求量之间的关系：①电路中的最大电流I大：对比用电器额定电流与电流表量程决定——“取小值”。则R总小＝，故R小滑＝R总小－R定值、U小滑＝I大R小滑、P大＝U电源I大。UI电源大②电路中的最小电流I小：由滑动变阻器接入最大阻值决定，则R总大＝R定值＋R大滑、I小＝U电源/R总大、U大滑＝I小R大滑、P小＝U电源I小。③滑动变阻器所分最大电压U大滑：由电压表的量程决定，则：U小灯＝U电源－U大滑，故I小＝、R大滑＝、P小＝U电源I小。(3)变化范围：电流表示数变化的范围：I小～I大；电压表示数变化的范围：U小灯～U灯正常或U小滑～U大滑(观察其测量对象)；滑动变阻器接入电路的阻值范围：R小滑～R大滑；电路总功率范围：P小～P大。UR小灯灯UI大灯小【例题】〈2016·聊城〉如图所示，小灯泡L标有“6V3W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值R为24Ω，电源电压保持不变。当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，发现电流表的示数变化了1A。求：(1)小灯泡正常发光时的电流。(2)电源电压。(3)当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值。解：(1)小灯泡正常工作时的电流I＝＝0.5A；(2)当S闭合，S1、S2都断开时，电路中滑动变阻器和小灯泡串联，滑片滑到中点时，滑动变阻器连入电路的阻值为＝12Ω，小灯泡正常发光，则电路中的电流I＝0.5A，小灯泡的电阻RL＝＝12Ω，所以电源电压U＝I（）＝0.5A×(12Ω＋12Ω)＝12V；(3)当开关S、S1、S2都闭合时，电路中滑动变阻器和定值电阻R0并联，总电阻比上一情况小，故电流变大，电流表的示数增大了1A，则干路电流I′＝0.5A＋1A＝1.5A，通过滑动变阻器的电流I1＝＝1A，通过定值电阻R0的电流I0＝I′－I1＝1.5A－1A＝0.5A，定值电阻R0的阻值R0＝＝24Ω，当滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路消耗的总功率最小，电路消耗总功率的最小值。24=22RLL3W=6VPU12V=122UR012V=05AUI.2222min012V12V=12W2424UUPRR（）（）22LL6V=P3WU（）（）L+2RR1.〈2015·南充〉把标有“1A6W”的L1和“2A6W”的L2两个灯泡并联接入电路中，如图所示，让其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过额定功率，则该电路中干路电流是______A，两灯消耗的实际总功率为______W。2.5专项练习7.5额定电压：U1＝＝6V，U2＝＝3V，灯泡电阻：R1＝＝6Ω，R2＝＝1.5Ω，两灯泡并联，所加最大电压：U＝U2＝3V，通过干路的电流：I＝＝2.5A，两灯消耗的实际总功率：P＝UI＝3V×2.5A＝7.5W。116W1API226W2API116V2AUI223V2AUI123V3V615UURR.2.〈2015·呼和浩特〉一根粗细均匀，用同种材料制成的电阻丝，阻值为R1＝20Ω。若将其对折多次后，其长度变为原来的，其阻值为R2;若将其均匀拉长为原来的5倍，其阻值为R3。(已知电阻丝的阻值和它的长度成正比，和它的横截面积成反比)求：(1)R2和R3阻值大小；(2)若将R1、R2和R3这样的三个电阻串联接在电路中，三个电阻的电功率之比；(3)若将R1、R2和R3这样的三个电阻并联接在电路中，三个电阻的电功率之比。15解：(1)电阻丝的体积保持不变，电阻丝长度变为原来的，横截面积将变为原来的5倍，电阻丝的阻值和它的长度成正比，和它的横截面积成反比，则电阻丝电阻变为原来的，R2＝R1＝×20Ω＝0.8Ω；电阻丝的体积保持不变，将电阻丝均匀拉长为原来的5倍，其横截面积变为原来的，电阻丝的阻值和它的长度成正比，和它的横截面积成反比，则电阻丝电阻变为原来的25倍，R3＝25R1＝25×20Ω＝500Ω；(2)串联电路电流I处处相等，三个电阻丝串联时电阻电功率之比：P1∶P2∶P3＝I2R1∶I2R2∶I2R3＝R1∶R2∶R3＝20Ω∶0.8Ω∶500Ω＝25∶1∶625；(3)并联电路电压U相等，三个电阻丝并联时电阻电功率之比：P1′∶P2′∶P3′＝∶∶＝∶∶＝∶∶＝25∶625∶1。1512512512521UR22UR23UR150011R21R31R120108.3.〈2015·安顺〉如图所示，灯泡R1的电阻为50Ω、额定功率为2.5W，滑动变阻器R2的最大电阻为200Ω，电源电压为10V保持不变，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片。不考虑灯泡电阻随温度变化这一因素，求：(1)灯泡R1消耗的最大功率是多少？(2)电压表的读数变化范围是多少？解：(1)由电路图可知，灯泡R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压。灯泡的额定电压U额＝10V。(1)当滑片位于a端时，电路为R1的简单电路，其消耗的电功率最大，则灯泡R1消耗的最大功率：P1＝＝2W；(2)当滑片位于a端时，电压表被短路，示数为0；当滑片位于b端时，电压表的示数最大，电路中的电流：I＝＝0.04A，电压表的最大示数：U2＝IR2＝0.04A×200Ω＝8V，所以电压表的读数变化范围是0～8V。1=25W50=55VPR.额221V=50UR（10）12V=50200URR104.〈2016·永州〉如图所示是小贝家厨房安装的即热水龙头，它的特点是即开即有热水，无需提前预热，而且可以通过调节水流大小调节水温，不需要调节加热电阻大小。其部分参数如下表所示(忽略温度对电阻的影响)。求：(1)该水龙头正常工作时电路中电流多大？(2)该水龙头正常工作时的电阻多大？(3)该产品的技术参数中规定：合格产品的电阻偏差应小于或等于2Ω。第一批产品在出厂前都会进行抽检，现将一个该款水龙头单独接在220V电路中，请你计算1min内消耗的电能在什么范围内，该水龙头是合格的？解：(1)I＝＝10A；(2)R＝＝22Ω；(3)由题意可知合格产品的电阻符合条件：20Ω≤R≤24Ω，P最大＝＝2420W，W最大＝P最大t＝2420W×1×60s＝1.452×105J，P最小＝≈2016.7W，W最小＝P最小t＝2016.7W×1×60s≈1.20×105J，综上，消耗电能W满足条件：1.20×105J≤W≤1.452×105J，水龙头即为合格。22200V=220VPU（）22220V=2200WUP（）22220V=20UR最小（）22220V=24UR最大（）5.〈2015·雅安〉如图所示，灯L标有“6V3W”字样，电源电压恒为6V，定值电阻R＝6Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化。求：(1)灯L正常发光时的电阻是多少？(2)只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是多少？(3)要使整个电路消耗的电功率最小(且电路电流不为0)，各开关的断开闭合情况应如何？此时的最小电功率为多少？解：(1)由P＝得灯正常发光时的电阻：RL＝＝12Ω；(2)当闭合S1、S3时，灯L与电阻R并联接在电源两端，I＝＝1A，Q＝I2Rt＝(1A)2×6Ω×60s＝360J；(3)当断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联，整个电路消耗的电功率最小；R总＝RL＋R＝12Ω＋6Ω＝18Ω，，＝2W。2UR22LLV=3WUP（6）6V=6URmin6V1===A183UIR总minmin1==6VA3PUI