资源简介

第27课时　动态电路的电功率计算
1
重点难点 精准研析
2
真题自测 明确考向
真题自测 明确考向
重点难点 精准研析
焦点 动态电路中的电功率综合计算(重点、难点)
?样题1　如图所示，电源电压恒为10V，滑动变阻器规格为“20Ω　1A”。闭合开关S，当滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，电流表示数为0.5A；当滑片P移至中点时，电流表示数为0.4A，则( )
A．电路消耗的最小功率为2.5W
B．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为2.4W
C．滑片P在中点时，灯泡消耗的功率为3.2W
D．滑片P在最左端时，2min内电流通过灯泡所做的功为10J
B
?样题2　如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中( )
A．定值电阻R1的阻值为10Ω
B．电源电压为9V
C．定值电阻R1消耗的电功率变化了4.05W
D．滑动变阻器消耗的最大功率为1.8W 甲 乙
D
对应训练
1．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L1、L2分别标有“6V　3W”和“6V　6W”的字样，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～12Ω。当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片P滑到a端时，两灯都正常发光，不考虑温度对灯泡电阻的影响，则( )
A．电源电压为12V
B．两灯都正常发光时，电流表的示数为3A
C．整个电路的最小功率为1.5W
D．整个电路的最大功率为12W
C
2．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W。下列说法正确的是( )
A．滑动变阻器的最大阻值为20Ω
B．电源电压为10V
C．小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
D．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.6W
A
3．如图所示，电源电压恒为24V，小灯泡L的规格为“6V　3W”，滑动变阻器R1的规格为“60Ω　1A”，定值电阻R2的阻值为12Ω。电压表使用的量程为0～15V，电流表使用的量程为0～0.6A。要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，灯泡L两端的电压不超过正常工作电压(设灯丝电阻不变)。下列说法正确的是( )
A．若滑动变阻器的滑片在允许范围内向右移动，电流表和电压表的示数都变小
B．滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围为24～60Ω
C．电路总功率的变化范围为9～12W
D．定值电阻R2消耗电功率的最大值为4.32W
C
4.额定电压为3V的小灯泡工作时的电流随电压变化的关系图如图甲所示，现将小灯泡按图乙所示电路图连入电路，电源电压恒为4.5V，电压表量程为0～3V，滑动变阻器标有“20Ω　1A”字样，闭合开关，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是( )
A．当滑动变阻器滑片向左移时，灯泡变亮
B．该电路的最大功率与最小功率之比为2∶1
C．灯泡的最小功率为0.375W
D．滑动变阻器的阻值调节范围为3～8Ω
D
甲
乙
5．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表示数从1A变化到2A，此时滑动变阻器R的电功率从9W变化到12W，则R1的阻值为______Ω，电源电压为______ V。
3
12
6．(2017·重庆B卷T11)如图所示电路中，电源电压恒为12V，定值电阻R0为50Ω，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，小灯泡上标有“6V”字样，不考虑灯丝电阻变化。若开关S、S1、S2都闭合，当滑片P在b端时，电流表示数为______ A。若开关S闭合，S1、S2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，电流表的示数为0.4A，则小灯泡的额定电功率为______ W。
0.48
3.6
7．如图所示，电源电压为18V且保持不变，小灯泡标有“10V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω　1A”，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时，再闭合开关S，小灯泡L恰好正常发光，此时电流4s内对小灯泡L做功20J。(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)滑动变阻器消耗的最大功率。
解：(1)由W＝UIt得，小灯泡L正常发光时的电流：
IL＝WLULt＝ 20J10V×4s?＝0.5A；
(2)电路中的最大电流：Imax＝0.5A，
小灯泡L的阻值：RL＝ ULIL?＝ 10V0.5A?＝20Ω，
滑动变阻器接入电路的最小电阻：
Rmin＝ URImax?＝U－ULImax＝ 18V－10V0.5A?＝16Ω，
?
当UR＝15V时，则电路中的最小电流：
Imin＝ U′LRL?＝ U－URRL?＝ 18V－15V20Ω?＝0.15A，
滑动变阻器接入电路的最大电阻：
Rmax＝ URImin?＝ 15V0.15A?＝100Ω，
则滑动变阻器接入电路的阻值在16～100Ω的范围时才能保证电路的安全；
?
(3)滑动变阻器消耗的电功率：
PR＝URI＝(U－IRL)I＝(18V－I×20Ω)I＝－I2×20Ω＋18V×I＝4.05W－20(I－A)2，
当I＝A＝0.45A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，PRmax＝4.05W。
真题自测 明确考向
命题点 动态电路中的电功率综合计算
1．(2020?重庆B卷T8)如图甲所示的电路，电源电压不变，L是标有“4V”字样的灯泡，定值电阻R0的阻值为60Ω，两个电流表的量程均为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。当S闭合，S1、S2断开，将滑片P移到变阻器R的中点时，小灯泡L恰好正常发光，电压表示数为5V。下列说法正确的是( )
D
A．电源电压为5V
B．变阻器R的最大阻值为10Ω
C．移动滑片P，当灯泡L的功率为1W时，变阻器R接入的阻值为6.25Ω
D．当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，变阻器R消耗的最大功率为4.05W
甲 乙
2．(2019·重庆A卷T8)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10V，四段电热丝电阻均为10Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A．开关旋至“1”挡，开启化霜功能
B．开启防雾功能，电路总电阻为5Ω
C．化霜与防雾电路的总功率之差为15W
D．从防雾到除露，电路总电流变化了1A
C
3．(2017·重庆A卷T8)如图所示电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡L标有“4.5V　2.25W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)，滑动变阻器R最大阻值为50Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。在电路安全的情况下，下列说法正确的是( )
A．将滑片P移到R的最左端，闭合开关S、S1，电压表示数超过量程
B．灯泡L正常发光时的电阻为7.5Ω
C．只闭合开关S，该电路的最大功率是2.7W
D．只闭合开关S，滑动变阻器的取值范围是0～18Ω
D
4．(2016·重庆A卷T12)如图所示的电路中，电源电压、灯丝电阻都保持不变，灯L标有“6V　3W”字样，灯泡的电阻是_____Ω；当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P在a、b两点间移动时，电压表示数的变化范围是5～8V，且滑片P位于b点时灯L的功率是滑片位于a点时灯L功率的16倍，电源电压是_____ V。
12
9
5．(2015·重庆B卷T20)如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V　3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω　1A”字样，电压表使用的量程为0～15V，电流表使用的量程为0～0.6A，R0为一定值电阻；当闭合开关S、S1，断开S2时，灯泡L恰好正常发光；不计温度对灯丝电阻的影响。求：
(1)小灯泡L的电阻；
(2)闭合开关S、S1，断开S2时，通电1min，电流通过定值电阻R0所做的功；
(3)当闭合开关S、S2，断开S1时，在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下，滑动变阻器R功率的变化范围。
解：(1)由P＝ U2R可得，小灯泡L的电阻：RL＝ UL2PL?＝ （6V）23W?＝12Ω；
(2)当闭合开关S、S1，断开S2时，R0与灯泡串联，由于灯泡正常发光，I＝ PLUL?＝ 3W6V?＝0.5A，由欧姆定律得，R串＝ UI?＝ 18V0.5A?＝36Ω，R0＝R串－RL＝36Ω－12Ω＝24Ω，电流通过定值电阻R0所做的功：W0＝I2R0t＝(0.5A)2×24Ω×60s＝360J；
?
(3)闭合开关S、S2，断开S1时，滑动变阻器与灯泡串联。①为了保护灯泡和电流表，电路中的最大电流为0.5A，由(2)可知，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器的阻值应为24Ω，则滑动变阻器R消耗的最大电功率：P＝I2R＝(0.5A)2×24Ω＝6W；
②为了保护电压表，其示数最大为15V，此时，UL＝U－U′＝18V－15V＝3V，根据串联电路的分压公式得： U′UL?＝ R′RL?，即15V3V＝ R′12Ω?，解得：R′＝60Ω，则滑动变阻器R消耗的最小电功率：P′＝ U′2R′?＝ （15V）2?60Ω??＝3.75W，故滑动变阻器R消耗的功率变化范围为3.75～6W。

展开更多......

收起↑