2024年中考物理复习-------电学取值范围问题（进阶电功率）（精品讲义）

这是一份2024年中考物理复习-------电学取值范围问题（进阶电功率）（精品讲义），共4页。

【诀窍】
公式选择先理解，水到渠成会解题。
【浅释】
1.电路中的总功率：P=U电源I
Pmin=U电源Imin Pmax=U电源Imax
2.R定的功率范围：P定=I2R定
3.R定两端电压：U定=IR定
U定max=ImaxR定 U定min=IminR定
4.RP的电压范围：
UPmax=U电源－Ｕ定min UPmin=U电源－U定min
5.RP的最大功率：
当Rp=R定时，PRP最大：
【详解】
电功率安全范围问题，基于《欧姆定律》章节的取值范围问题。
前篇《电学取值范围问题（基础必会）》，大家要熟记其中四步骤（非常重要）！
而有关电功率的计算，延伸出常考的知识点如下：
1.定值电阻两端的电压范围；
2.滑动变阻器两端的电压范围；
3.定值电阻的功率范围；
4.电路中总功率范围；
5.滑动变阻器的最大功率。
大前提：已经根据《电学取值范围问题（基础必会）》四步骤求出电流的范围为Imin~Imax。
1.定值电阻两端的电压范围
根据欧姆定律推导公式U=IR，因为R为定值电阻，阻值不变。当电流最小时，对应电压也最小Umin；当电流最大时，对应电压也最大Umax。
2.滑动变阻器两端的电压范围
根据串联电路中，各用电器电压之和等于电源电压，U电=UR+URP，定值电阻两端电压最小时，对应滑变两端电压最大，为U电源－Umin。
定值电阻两端电压最大时，对应滑变两端电压最小，为U电源－Umax。
3.定值电阻的功率范围
利用公式：P=I2R
电流最小时，对应功率最小；电流最大时，对应功率最大。
4.电路中总功率范围
利用公式：P=UI （U为电路的电源电压，一般电源电压不变）
电流最小时，对应总功率最小；电流最大时，对应功率最大。
5.滑变的最大功率
当滑动变阻器的阻值与定值电阻相等时，滑动变阻器的功率最大！
记住此结论即可，高中时会进行推导。如图所示，是滑动变阻器的功率与电流的函数图像，即随着电路中电流的增大，滑变的功率先增大再减小；当滑动变阻器的阻值与定值电阻相等时，滑动变阻器的功率最大：。
【真题演练】
1．（2022·湖南永州）小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不随温度变化），滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）求灯泡L的电阻；
（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U′=3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小，求此最小电功率。
2．（2022·湖南郴州）如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9∶1。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电源电压；
（3）R2消耗的最大功率。
3．（2022·山东枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）R0的阻值和电源电压；
（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
4．（2022·广西百色）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P-I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）滑片P在b端时，l min内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
参考答案：
1．（1）6V；（2）6Ω；（3）14Ω；（4）1.8W
2．（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W
3．（1）50Ω；（2）10Ω，12V；（3）
4．（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω