所属成套资源:【中考一轮】2024年中考物理一轮复习辅导系列
2023年中考物理一轮复习讲义--滑动变阻器的最大功率
展开
这是一份2023年中考物理一轮复习讲义--滑动变阻器的最大功率,共8页。学案主要包含了要点解析,典例引领,针对演练等内容,欢迎下载使用。
1.“网络式”复习法:即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”:为了防止遗忘,就要采用提高“回头率”的`方法,即看完一节、一章、一部分之后,再回头扫视一遍,这样知识得到了系统的巩固,效果很好。
3.“空想法”:所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图:复习时,可以在每门考试科目众多的参考书中,选出一本较有代表性的参考书,通读全书后,理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法:把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法:在复习过程中,由于要复习的学科多,所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分,用于7门课的复习,弱科花的时间稍多一些。
滑动变阻器的最大功率
一、要点解析
1.定值电阻的功率:P=I2R1,R1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=I2R2,因为电流I随着R2的变化而变化,所以我们要将公式变形:
,由基本不等式可知:
当且仅当R2=R1时,“=”成立,即当R2=R1时,滑动变阻器的电功率有最大值:。
我们将P-R2图像画出,如图2所示,可知当R2越接近R1时,电功率越大。
图1 图2 图3
3.总功率P,R1的功率P1,R2的功率P2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);
P1=I2R1(图像为过原点的二次函数,且开口向上);
P2=U2I=(U-U1)I =UI-I2R1=-R1(图像为二次函数,开口向下,且有最大值)。
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P1-I图,丙为P2-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V1和电流表A的数据描绘出甲图线,利用电压表V2和电流表A的数据描绘出乙图线。求:
(1)定值电阻R2的阻值;
(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值;
(3)R消耗的最大功率。
解析:(1)图乙是R2的伏安特性曲线,则:
(2)图甲是V1,即U2+Up=U-IR1,斜率是
与U轴的交点为电源电压,即U=1.5 V
(3)当R=R1+R2时,滑动变阻器上的电功率最大:
例2.(多选)某同学将一 直流电源的总功率 PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr,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Pr变化的图线是c B.电源电动势为8 V
C.电源内阻为2Ω D.当电流为0.5 A时,外电路的电阻为6 Ω
解析:Pr=I2r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;PE=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;
,故D正确;选ACD。
三、针对演练
1.如图甲,滑动变阻器上标有“40Ω 1A”字样,移动滑片P,电流表与电压表示数的变化图像如图乙所示。(电源电压恒定)求:
(1)滑动变阻器接入电路阻值最大时,电流表的示数;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)如图甲中的滑动变阻器R1与电阻R2串联接在该电源上,求滑动变阻器R1消耗的最大功率。
2.已知如图,E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2的变化范围是0~10Ω,求:
(1)电源的最大输出功率;
(2)R1上消耗的最大功率;
(3)R2上消耗的最大功率。
3.在如图所示的电路中,电源电压为6V且保不变,电阻R1=30Ω,R2为“20Ω 1A”的滑动变阻器。求变阻器R2消耗的最大功率,此时R1的功率是多大?
4.如图所示电路.电源电压18V恒定不变,小灯泡标有“12V”的字样,滑动变阻器的规,格为“200Ω 1A”,电流表量程“0~0. 6 A”电压表量程“0~ 15V”调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关,小灯泡L恰好正常发光,此时电流2s内对小灯泡L做功12 J,不考虑温度对电阻的影响。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全;
(3)小灯泡L两端电压为何值时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率是多少?
5.如图甲所示的电路中,R0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像如图乙,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. R2两端的电压变化范围为6V~18V
6.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. 0.45W D. 0.90W
7.小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”,将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中,如图乙所示,b图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系,则表示“电源总功率PU随电流I变化的关系”图线是________。如电源电压U保持不变,则由图象可知:电源电压U为_______V;定值电阻R0的阻值为_______Ω;当电流为1.5A时,滑动变阻器的接入电阻为_______Ω。
8.如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则该滑动变阻器的最大值是_______Ω,电源电压是_______V,R0的阻值是_______Ω,滑动变阻器R1的最大功率是_______W。
9.如图,电源电压U=12V,R1=4Ω,当滑动变阻器R3上的滑片在ab之间移动时,R1功率的变化范围为0.64 W~4W。试求:
(1)R2的阻值;
(2)滑动变阻器R3消耗的最大功率。
10.如图甲电路中电源电压不变,将滑片从b端移到a端过程中,电阻R1和滑动变阻器R2消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙中A、B所示。滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)求电阻R1的阻值;
(2)求电源电压;
(3)滑动变阻器的阻值为多少时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大电功率是多少?
11.如图所示甲电路,当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过 程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线表示。求:
(1)定值电阻R0与变阻器的总电阻;
(2)电源的电压和电阻r阻值;
(3)变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中,变阻器消耗的最大电功率。
12.如图甲,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5A)。图乙反映了开关由断开到闭合,再移动滑片的过程中,R2两端电压和通过的电流之间的关系;图丙反映了滑动变阻器消耗的功率与电流之间的关系,则:
(1)电源电压是多少? R1的阻值是多少?
(2)当R2的功率为120W时,电路消耗的总功率为是多少?
(3)滑动变阻器连入阻值的范围是多少?滑动变阻器的最大功率是多少?
13.干电池本身有一定的电阻,可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电阻串联而成,将n节干电池串联成如图所示的电源。使用该电源组成如图所示的电路,闭合开关S,在变阻器滑片P从A端滑到B端的全过程中,电路中部分物理量的变化规律分别如图(a)、(b)、(c)所示,其中图(a)为电压表示数与电流表示数的对应关系图线;图(b)为电池组输出电功率与电压表示数的关系图线;图(c)为电池组输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻的关系图线。若电表均为理想电表。
(1)求定值电阻阻值;
(2)求图(a)中经过x点的一条虚銭、一条实线与坐标轴围成成的三角形面枳;
(3)图(b)中y点对应的横坐标为_______V。
参考答案
1.(1)0.12A;(2)10Ω;(3)0.9W。
2.(1)6W;(2)2W;(3)1.5W。
3.(1)0.288W;(2)0.432W。
4.(1)0.5A;(2)12Ω;(3)3.375W。
5.D 6.A
7.a;3V;1Ω;1Ω。
8. 50Ω;12V;10Ω;3.6W。
9.(1)8Ω;(2)3W。
10.(1)2Ω;(2)36V(3)2Ω;4.5W。
11.(1)12Ω;(2)1Ω;8V;(3)4W。
12.(1)50V;5Ω;(2)200W;(3)5Ω≤R2≤45Ω;125W。
13.(1)4Ω;(2)3.24;(3)3V。
相关学案
这是一份2023年中考物理一轮复习讲义--《电功率难点易错点剖析》,共13页。学案主要包含了电功的计算,电功的测量,电功率,实验探究,电功率的计算,焦耳定律等内容,欢迎下载使用。
这是一份第18.3讲 测量小灯泡的电功率--2024年中考物理一轮复习讲义,文件包含第18-3讲测量小灯泡的电功率教材为纲·探题源-2024年中考一轮复习讲义原卷版docx、第18-3讲测量小灯泡的电功率教材为纲·探题源-2024年中考一轮复习讲义解析版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共58页, 欢迎下载使用。
这是一份第18.2讲 电功率--2024年中考物理一轮复习讲义,文件包含第18-2讲电功率教材为纲·探题源-2024年中考一轮复习讲义原卷版docx、第18-2讲电功率教材为纲·探题源-2024年中考一轮复习讲义解析版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共50页, 欢迎下载使用。