中考物理一轮复习重难点突破及题型归类37.《电功率动态分析与计算》
展开题型1.电功率动态分析
1.串联分压法
若滑片P向右滑动,则R滑 变大 。
电压:U滑(V2) 变大 ,U定(V1) 变小 。(大电阻分大电压,小电阻分小电压)
电流:I(A) 变小 。(电阻增大,电流减小)
电路的总功率: 变小 (P总=U总I,U总不变,I减小)
定值电阻的电功率: 变小 (P定=I2R定,R定不变,I减小;或者,P定=U定I,U定减小,I减小)
滑动变阻器的电功率: 先变大后变小 。(R滑=R定时,P滑最大)
例1.如图所示,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向左移动时:
电流表示数 变大 ,电压表示数 变小 ,灯泡亮度 变亮 ,电路总功率 变大 。
解析:
①P向左,RP变小
②灯泡亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
PL=ULI(UL变大,I变大,∴ PL变大,灯泡变亮)
③电路总功率P总=U总I(U总不变,I变大,∴ P总变大)
题型2.电功率范围计算
1.电路的总功率:P总=U总I,U总不变,主要看I
最大值:电流最大,即滑变阻值最小时;
最小值:电流最小,即滑变阻值最大时。
2.定值电阻R1的电功率:P1=I2R1,R1不变,主要看I
最大值:电流最大,即滑变阻值最小时;
最小值:电流最小,即滑变阻值最大时。
例2.如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,闭合开关S,为了保证电路安全,在滑动变阻器滑片移动过程中,求:
(1)电流表示数变化范围;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值变化范围;
(3)电阻R1消耗的变化范围;
(4)电路消耗总功率的变化范围。
解析:(1)由图知,R1和R2串联,V测R1两端电压
当R2阻值最大,即R2=20Ω时,电路中电流最小
当V示数最大,即UR1=3V时,R2阻值最小,电路中电流最大
故A示数变化范围为0.2A~0.3A。
(2)电路中电流最大,即I大=0.3A时,R2阻值最小
UR2=U总-UR1=6V-3V=3V
故滑动变阻器R2的变化范围为10Ω~20Ω。
(3)P1大=I大2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W P1小=I小2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W
故电路消耗功率的变化范围为0.4W~0.9W。
(4)P总大=U总I大=6V×0.3A=1.8W P总小=U总I小=6V×0.2A=1.2W
故电路消耗总功率的变化范围为1.2W~1.8W。
题型3.滑动变阻器R2的最大功率
技巧:当R滑=R定时,P滑最大,其最大值:
推导过程:
例3.如图所示的电路中,电源电压为3V且保持不变,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~4Ω,闭合开关S,在滑片从左向右移动过程中,滑动变阻器的最大功率为__________。
解析:
当R2=R1=1Ω时,
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