专题 极值与范围问题 (共20张PPT) -2023-2024学年九年级物理全一册精品课件（人教版）

极值与范围问题
第十八章 电功率
1．常见动态电路类型：
类型
电路图
说明
滑动变阻器型

滑动变阻器滑片的移动导致接入电路中有效电阻的变化，从而引起电路中电流及电压的变化。
开关组合型

在某个电路中，开关的各种断开与闭合组合引起的电路中元件连接方式发生变化，从而引起电路中电流及电压的变化。
半导体材料型

利用半导体的电阻会随温度、光照等因素的影响而发生变化，从而引起电路中的电流及电压的变化。
2．动态电路分析方法：（1）先将电压表当作断路，将电流表当作一根导线，判断出电路的连接方式，串联还是并联；（2）分析出电流表、电压表分别测出的是电路中哪部分的电流及电压。判断电压表时可利用画出等效电路图的方法，判断电压表一时不看电压表二，判断电压表二时不看电压表一，依次判断出电流表、电压表所测量部分电流及电压；（3）动态分析：A．先电流：根据滑动变阻器R滑片移动方向，判断出滑动变阻器接入电路中的有效电阻的变化，再判断电路中总电阻的变化，最后判断电路中电流的变化；
B．后电压：根据滑动变阻器R滑片移动方向，判断出滑动变阻器接入电路中的有效电阻的变化，再判断出滑动变阻器两端电压的变化，则对应判断出另外电路元件两端电压的变化（串联）；
【典例探究 】如图所示的电路中，电源电压不变，当开关闭合，滑动变阻器的滑片向右移动时（ ）
A．电流表示数变小，电压表示数不变
B．电流表示数变大，电压表示数变大 C．电流表示数变小，电压表示数变小
D．电流表示数变大，申压表示数变小
C
“阻大压大流变小，U滑U定反着跑”
【典例探究】如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是（　　）①图线A是电阻R1的I-U关系图像
②电源电压为18V③R1的阻值是20Ω
④滑动变阻器R2的最大阻30Ω
A．①②正确
B．②③正确
C．①③④正确
D．①②③④都正确
B
动态电路的图像分析
【典例探究】如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是 （ ）
A．图线 A 是电阻R1的I-U关系图像 B．电源电压为18 V C．R1的阻值是 15Ω D．图线 B 是电阻R1的I-U关系图像
B
【典例探究】如图，电源电压为4.5V，电压表量程为“0~3V”，电流表量程为“0~0.6A”，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变）。保证电路中各元件安全，移动滑动变阻器的滑片，不列说法正确的是（ ）
①小灯泡的功率变化范围是 0~0.45 W②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是 4~10 0③电压表示数变化范围是 0~2 V④电流表示数变化范围是 0.3~05 A．只有②④正确 C．只有②③正确 B．只有①④正确 D．只有①③正确
A
动态电路的范围问题
【典例探究 】如图所示，是“探究电流与电阻的关系”实验电路图，电源电压保持3 V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。实验中，先在 a、b两点间接入 5Ω的电阻，闭合开关 S，移动滑动变阻器的滑片 P使电压表的示数为2 V，读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换 a、b 间的电阻再进行两次实验，为了保证实验的进行，应选择下列的哪两个电阻 （ ）
A．10Ω和40Ω B．10Ω和20Ω C．30Ω和40Ω D．20Ω和30Ω
求解出定值电阻最大值、滑动变阻器最大值等。
【解题思路】解题口诀技巧“滑定电压比小于等于滑定最大电阻比大”。在探究电流与电阻关系实验中，可利用公式
B
【典例探究 】如图所示，电源电压保持 6 V不变，电流表量程为 0~0.6 A，电压表量程为0~3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1 A”。闭合开关，为了保证电路安全，在滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数允许的变化范围为 0.2~0.5 A B．滑动变阻器R2允许接人电路阻值的变化范围为10~ 20Ω C．电路消耗的总电功率允许的变化范围为1.8~3W D．电阻R1消耗的电功率允许的变化范围为0.4~0.9 W
BD
（2023·广东·统考模拟预测）将标有“4 V　16 Ω”的小灯泡和“20 Ω　1 A”的滑动变阻器连接在如图所示的电路中，电源电压为6 V，电流表量程为“0~0.6 A”，电压表量程为“0~3 V”，闭合开关时，为确保电路安全，下列说法正确的是（不考虑温度对电阻的影响）（　　）
A．小灯泡的最小实际功率为1 WB．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在8~20 ΩC．电流表的变化范围是0.1~0.6 AD．电路的总功率的变化范围是1.125~1.5 W
D
随堂练习
（双选）在如图所示的电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡L标有“3V，1.5W”的字样，电压表量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R的规格为“20Ω，1A”，忽略灯丝电阻的变化。闭合开关S，在保证电路元件安全的前提下，下列判断正确的是（　　）
A．电路中电流变化的范围是0.3~0.5AB．滑动变阻器 R 阻值变化的范围是3~12ΩC．灯泡L的最小功率为0.75WD．该电路的最大功率为2.25W
BD
随堂练习
（2023·山东滨州·统考模拟预测）小滨同学家购置一台电热油汀取暖器简称电热油汀，它是一种安全可靠的空间加热器，外观及铭牌如图甲、乙所示；据了解，该电热油汀的工作物质是一种油，这种油的密度ρ=0.8×103kg/m3，比热容约为c=2.0×103J/（kg·℃）；求：（1）该电热油汀正常工作10min，油汀中油升高的温度（不考虑热量损失）；
16.5℃
随堂练习
（2023·山东滨州·统考模拟预测）小滨同学家购置一台电热油汀取暖器简称电热油汀，它是一种安全可靠的空间加热器，外观及铭牌如图甲、乙所示；据了解，该电热油汀的工作物质是一种油，这种油的密度ρ=0.8×103kg/m3，比热容约为c=2.0×103J/（kg·℃）；求：（2）电热油汀电热丝的阻值大小；
44Ω
（3）为了使电热油汀的实际加热功率可以调节，小滨找来一个旧的电位器（滑动变阻器），只能看清上面有“6A”字样，经测试最大阻值只能调到176Ω，将它串联在电路中对电热油汀进行改装，改装后的简化电路图如图丙所示；请你计算改装后电热油汀的实际加热功率变化范围。
44W ~ 1100W
如图所示，电源电压恒为 ????????? ，电压表的量程为
????～????????? ，电流表的量程为 ????～????.????????? ，滑动变阻器
的规格为“ ??????????????????.????????? ”，灯泡标有“ ??????????????.????????? ”
字样。闭合开关，在电路安全的情况下（不考虑
灯丝电阻的变化），灯泡的最小功率是_____ ???? ，
?
0.54
????.????～????
?
?????.?????
?
电压表示数的变化范围是________ ???? ，电路中的最大总功率为_ _____
???? 。
?
随堂练习
如图所示电路中，电源电压恒为
????????? ，灯泡 ???????? 标有“ ????????? ”字样，额定功率字迹不清，
灯泡 ???????? 标有“ ??????????????.????????? ”字样，滑动变阻器的最大
阻值为 ????????????? ，电流表量程为 ????～????.????????? 。闭合开
?
关 ???? 、 ???????? 、 ???????? ，滑动变阻器滑片位于右端时，电流表示的数为
????.????????????? ，不考虑灯丝电阻变化。
?
随堂练习
解：闭合开关 ???? 、 ???????? 、 ???????? ，滑动变阻器滑片位于
右端时，灯泡 ???????? 和滑动变阻器的最大阻值并联，此
时灯泡正常发光，通过滑动变阻器的电流：
????滑=????????????=??????????????????????=????.?????????????
?
灯泡 ???????? 的额定电流：
????????=????总?????滑=????.??????????????????.?????????????=????.?????????
灯泡 ???????? 的额定功率：
????????=????????????=?????????×????.?????????=????.?????????
?
（1）求灯泡 ???????? 的额定功率。
?
（2）只闭合开关 ???? ，移动滑动变阻器滑片，在确保
电路安全的前提下，求电流表的示数变化范围。
?
解：只闭合开关 ???? ，滑动变阻器和 ???????? 串联，由 ????=???????????? 可得灯泡 ???????? 的
电阻： ????????=????????????????????=?????????????????.?????????=?????????????
?
当滑动变阻器滑片位于右端时，电路中的总电阻最大，总电流最小，
总电阻：
????=????????+????????=?????????????+?????????????=?????????????
最小电流： ????小=????????=??????????????????????=????.?????????
灯泡 ???????? 的额定电流：
????????=????????????????=????.??????????????????=????.?????????所以电路中最大电流为 ????.????????? ,综上所述可知电流表的示数变化范围是
????.????～????.????????? 。