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

小专题(十)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算第十八章电功率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“20Ω1A”表示滑动变阻器最大电阻20Ω，允许通过的最大电流1A。(4)小灯泡的额定电压。如某小灯泡“6V6W”表示小灯泡额定电压为6V，额定功率为6W。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＝UmaxI；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－U用Imax。(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＝U2R；c．最大(小)电流值、电阻值，则有Pmax/min＝I2R。第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020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6V保持不变，定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样；滑动变阻器R2铭牌上标有“20Ω1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关S，下列做法能够保证电路安全的是()A．电路中电流不超过0.6AB．R1两端电压不超过3VC．滑动变阻器连入电路的阻值在10～20Ω范围内变化D．电路的总功率在1.8～3W范围内变化D第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020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4.5V且保持不变，两电压表的量程均为0～3V，电流表量程为0～0.6A，小灯泡L标有“3V1.5W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)，滑动变阻器标有“20Ω1A”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0.25～0.5AB．电压表V1示数的变化范围是1.5～3VC．电路中小灯泡的实际功率的变化范围是0.375～1.5WD．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3～20ΩD第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)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6V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器规格“50Ω1A”，小灯泡规格“2.5V0.625W”，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()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0.1～0.25AC．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50ΩD．电路的最大电功率是2.5WB第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)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＝8Ω，R2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M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2Ω和8Ω时电功率相同，则以下说法正确的有()①定值电阻R2＝4Ω；②电源的电压为6V；③电压表的最大示数为4.5V；④滑动变阻器的最大电功率为2.25WA．①②③B．②③④C．①②④D．①③④C第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)5．如图所示的电路，电源电压U＝4.5V且保持不变，R1＝5Ω，R2为标有“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：第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)(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：U2＝I2R2＝0.5A×50Ω＝25V。第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)(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＝0.5A，P大＝UI大＝4.5V×0.5A＝2.25W。第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)(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＝0.5A时，电阻R1两端电压为U1＝I1R1＝0.5A×5Ω＝2.5V；滑动变阻器两端的电压U′2＝U－U1＝4.5V－2.5V＝2V，所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小＝U′2I1＝2V0.5A＝4Ω；当电压表示数最大为U大＝3V时，R1两端电压为U′1＝U－U大＝4.5V－3V＝1.5V，电路电流为I′＝U′1R1＝1.5V5Ω＝0.3A；滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大＝U大I′＝3V0.3A＝10Ω。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4～10Ω。第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020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10V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＝20Ω、R2＝30Ω。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—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)(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＝20Ω＋30Ω＝50Ω，电路中的电流：I＝UR串＝10V50Ω＝0.2A。第18章小专题(10)有关电功率的“极值”与“取值范围”的计算—2020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—2020年秋季人教版九年级全册物理复习作业课件(共27张PPT)(2)S3断开，S1、S2闭合时，通电5min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5min消耗的电能：W＝UIt＝U2R2t＝（10V）230Ω×5×60s＝1000J。(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＝U2R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1R并＝1R1＋1R2得，R并＝R1R2R1＋R2＝20Ω×30Ω20Ω＋30Ω＝12Ω，Pmax＝U2R并，Pmin＝U2R串，Pmax∶Pmin＝U2R并∶U2R串＝U212Ω∶U250Ω＝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“8V”字样，电流表的量程为0～1.2A，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20Ω，定值电阻R2的阻值为9Ω，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：(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1A，由I＝UR得，小灯泡的电阻为：RL＝ULI＝8V1A＝8Ω，电源电压U＝IR12＋RL＝1A×(10Ω＋8Ω)＝18V。(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？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1.2A；这时R1接入电路的阻值应最小，设为R′1，由U＝IR有18V＝1.2A×(9Ω＋R′1)，所以R′1＝6Ω，所以滑动变阻器R1的取值范围为6～20Ω。(3)闭合S和S2、断开S1，当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时，这时小灯泡的功率为3.2W，此时电流表的读数为多少？解：闭合S和S2，断开S1，当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时，这时小灯泡的功率为3.2W，设这时电流表的读数为I，则P总＝PR1＋PL，即UI＝I2R1＋PL，由题代入数据，解得I1＝0.8A，I2＝835A(若I2＝835A，则灯泡两端的电压超过额定电压，不合题意，故舍去。)所以电流表的读数I＝0.8A。8．(荆州中考)如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：(1)灯泡正常工作时电阻为多大。解：由P＝UI＝U2R得，灯泡正常工作时电阻RL＝U2额P额＝（3V）21.5W＝6Ω。(2)当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大。解：当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡L被短路，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，当滑动变阻器R2阻值最大为15Ω时，电路总电流最小，电路总功率最小，通过R1的电流I1＝UR1＝4.5V10Ω＝0.45A，通过滑动变阻器R2的电流I2＝UR2＝4.5V15Ω＝0.3A，电路最小总功率P最小＝U(I1＋I2)＝4.5V×(0.45A＋0.3A)＝3.375W。第18章小专题(10)有关电功率的