人教版物理九年级全一册第十八章 电功率8.小专题九 电学 极值 和 范围 的计算 课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
小专题(九)　电学“极值”和“范围” 的计算
在计算电学中物理量的“取值范围”或“极值”时，要综合参考题目中给出用电器的额定值、电流表(或电压表)的量程、滑动变阻器的最大电流等信息，综合分析解答。求电路、用电器的电功率的极值常用公式的选用：
(1)已知最大(小)电压与电流值，则有 Pmax/min＝UI；
(2)已知最大(小)电压值、电阻值，则有 Pmax/min＝ ；
(3)已知最大(小)电流值、电阻值，则有Pmax/min＝I2R。
类型1：有关电学“极值”的计算
1．小勇用如图所示的电路进行电学实验，实验中，他选用电压恒定不变的电源，图中R1、R2均为定值电阻，且R1＝20 Ω。当S1闭合、S2断开时，电流表的读数为0.3 A；当S1、S2同时闭合时，通过R2的电流为I2，电流表的读数为0.5 A。下列判断正确的是 (　　)
D
A．电源电压是10 V B．电阻R2＝10 Ω
C．电流I2＝0.5 A D．该电路的最大电功率是3W
2．(孝感中考)如图所示，电源电压恒为3.0 V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的阻值变化范围为0～50 Ω，闭合开关，当滑片P处于某一位置时，电压表的示数为2.0 V，电流表的示数为0.1 A，则下列选项错误的是 (　　)
A．定值电阻R1＝200 Ω
B．当滑片P向右滑动时，电压表的示数变大
C．整个电路总功率的最小值为0.15 W
D．当滑动变阻器的功率为0.2 W时，R2＝5 Ω或R2＝20 Ω
A
3．如图甲，R1为定值电阻，RP为滑动变阻器，闭合开关，RP的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是 (　　)
A．电源电压为3 V，R1阻值为1.8 Ω
B．电路消耗的最小功率为0.2 W
C．当RP总阻值的 接入电路时，它
与定值电阻消耗的功率之比为6∶5
D．当电流为0.4 A时，R1与RP连入电路的阻值之比为1∶2
C
4．如图所示的电路中，电源电压为6 V，
电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为
0～0.6 A，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”，灯泡标有“5 V　2.5 W”字样。闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，这时通过灯泡的电流为____A；若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路能消耗的最大功率为____W。(不考虑灯丝电阻的变化)
0.2
1.8
5．如图所示电路，电源电压保持12 V不变，灯泡L的电阻为50 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：
(1)当S1、S2闭合时，通过灯泡L的电流；
(2)只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到
中点时，电流表示数为0.2 A，则电压表的示数；
(3)在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率。
(2)只闭合开关S1时，小灯泡与滑动变阻器R串联，小灯泡两端的电压为：
UL＝I1RL＝0.2 A×50 Ω＝10 V
电压表的示数为：UR＝U－UL＝12 V－10 V＝2 V
解：(1)S1、S2闭合时，R被短路，只有小灯泡接入电路
通过小灯泡的电流：
I＝ ＝0.24 A
6．如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝20Ω。当闭合开关S1、S3，断开S2时，电流表的示数为0.3 A；当闭合开关S2、S3，断开S1时，电流表的示数为1.2 A。
(1)求电源电压。
(2)求电阻R2的阻值。
(3)当闭合S1，断开S2、S3时，电路消耗的电功率为P1；当闭合S2，断开S1、S3时，电路消耗的电功率为P2，且P1∶P2＝1∶2，求电阻R3的阻值。
(4)求整个电路消耗的最小电功率。
解：(1)闭合S1、S3，断开S2时，只有R1接入电路，由I＝ 得，U＝I1R1＝0.3 A×20 Ω＝6 V；
(2)闭合S2、S3，断开S1时，只有R2接入电路，R2＝ ＝5 Ω；
(4)当闭合S1，断开S2、S3时，R1、R3串联，电路的电阻最大，总功率最小，P＝ ＝1.2 W 。
7．小明同学为了增加所设计机器人的可观赏性，他想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。现已知红灯L1规格为“6 V　3 W”，为了测出绿灯L2及电位器(滑动变阻器)R的规格，他选用红灯L1和绿灯L2及电位器R等元件设计了如图所示电路(电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化)。求：
(1)当闭合开关S、S1，断开S2，且电位器R的滑片P移至b端时，L1正常发光，流过L1的电流及电源的电压；
(2)当闭合开关S、S1和S2，且电位器的滑片P移至b端时，L2正常发光，电流表的示数增大了1 A，灯L2的额定电压和额定功率；
(3)当闭合开关S、S2，断开S1，且电位器的滑片P移至R中点时，电流表的示数为0.25 A，小明选用的电位器R的最大阻值；
(4)该电路消耗的最小电功率。
解：(1)当闭合S、S1，断开S2，且滑片P在b端时，电路中只有灯泡L1，且L1正常发光，由P＝UI得流过L1的电流：
IL1＝ ＝0.5 A，电源电压U＝UL1＝6 V。
(2)当S、S1、S2都闭合，且滑片P在b端时，L1、L2并联，L2正常发光，灯L2的额定电压UL2＝U＝6 V，此时L1正常发光，由于L2也正常发光，由题意可知，电流表示数的增大值即为L2的额定电流，得IL2＝1A，灯L2的额定功率PL2＝UL2IL2＝6 V×1A＝6 W。
类型2：有关电学“取值范围”的计算
8．如图所示的电路，电源电压U＝12 V保持不变，滑动变阻器R0标有“100 Ω　1 A”字样，灯泡L标有“6 V　6 W”字样(灯丝电阻不随温度而变化)，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V。为了确保测量准确，要求电表的示数不小于其最大测量值的 ，要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是 (　　)
A
A．灯泡L消耗的最小功率是0.24 W
B．正常发光时灯丝的电阻是12 Ω
C．电路中电流的变化范围是0.11 A～0.6 A
D．滑动变阻器阻值的变化范围是14 Ω～48 Ω
9．如图所示，电源电压为4.5 V且保持不变，两电压表的量程均为0～3 V，电流表量程为0～0.6 A，小灯泡L标有“3 V　1.5 W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”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 (　　)
D
A．电流表示数的变化范围是0.25～0.5 A
B．电压表V1示数的变化范围是1.5～3 V
C．电路中小灯泡的实际功率的变化范围是0.375～1.5 W
D．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3～20 Ω
10．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30 Ω，电压表的量程为0～15 V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是 (　　)
A．电源电压为20 V
B．R1的阻值为5 Ω
C．为了保证电压表不被烧坏，滑动
变阻器的阻值变化范围为4～30 Ω
D．开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4 W
D
11．如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是 (　　)
A．电源电压为9 V
B．滑动变阻器的最大阻值为14 Ω
C．小灯泡的额定功率为8 W
D．电路总功率的变化范围为8～12 W
B
12．如图所示电路，电源电压和小灯泡电阻不变，小灯泡L标有“6 V　3 W”字样，滑动变阻器阻值变化范围为0～12 Ω。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8 A，求R1的阻值和通电10 min电流通过R1做的功；
(2)当S1闭合，S2、S3断开，求小灯泡功率的变化范围。