内容正文:
初中物理电学满分训练营15讲
第十三讲 电学计算三--综合类(图像、方程)
教学目标
1.对图像类问题的分析与理解
2.多情况的分析与细化
【经典例题一】
1.如图甲所示电路,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。若滑片P从最右端移至最左端的过程中,R2消耗的电功率随电流变化的关系图象如图乙所示,其中a点是滑片置于最右端时的数据,b点是滑片移至某位置时的数据。则滑片在最右端时,电压表的示数为 V;当滑动变阻器的电功率为1.6W时,电流表的示数为 A.
【变式练习】
1.如图1所示,L上标有“6V 3W”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大电阻为80Ω,只闭合S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路的电阻为Ra,电流表示数为Ia,只闭合S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示,当滑片置于b时,电压表示数Ub=8V,电流表示数为Ib,已知Ra:R0=12:5,Ia:Ib=3:5(灯丝电阻不随温度变化),则定值电阻R0的阻值为 Ω.在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合S1时,电路消耗的最小功率为 W。
【经典例题二】
1.如图所示,电源电压及灯泡电阻保持不变。小灯泡L额定电压为6V,电流表的量程为0﹣0.6A,当开关S1闭合、S2断开,R2滑片移到最大值R2max,此时电流为0.2A,电路的总功率为P1;当开关S1断开、S2闭合,电压表V2的示数变化了3.6V,电路的总功率为P2.已知P1:P2=2:5,R2max:R1=29:8,那么灯泡L的额定功率为 W;当开关S1闭合、S2断开,保证电路安全,若滑动变阻器消耗的功率为4W,此时滑动变阻器的电阻为 Ω(忽略温度对灯泡电阻的影响)。
【变式练习】
1.如图,已知小灯泡L1的额定电压为4V,L2的额定电压为6V,电源电压保持不变及灯丝电阻保持不变。当开关S1闭合,S2和S3断开时,电压表示数为3V;当开关S2闭合,S1和S3断开时,电流表的示数为0.5A;当开关S3闭合,S1和S2断开时,电压表的示数为6V,此时L1实际消耗的功率为其额定功率的.则电源电压为 V;L2的额定功率为 W。
2.如图所示,电源电压为6V,滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω,当R1的滑片P在最右端时,电压表示数为4V;当滑动变阻器的滑片P移到a点时,电压表示数为Ua,滑动变阻器的功率为Pa;再移动滑动变阻器的滑片P到b点时,电压表示数为Ub,滑动变阻器的功率为Pb.若Ua:Ub=9:5,Pa:Pb=27:25,当滑片在a、b两点间滑动时,滑动变阻器的阻值变化了 Ω,滑动变阻器功率的最大值与最小值之差为 W。
3.如图的电路中,电源两端电压为U,且保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。已知R1=10Ω.当只闭合开关S2时,电流表的示数为0.3A,电路消耗的总功率为P,R2消耗的电功率为P2;当三个开关都闭合时,电流表的示数改变了1.5A,电路消耗的总功率为P′,R2消耗的电功率为P′2.当只断开开关S1时,电流表的示数为0.6A.则P2:P′2= ;P:P′= 。
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初中物理电学满分训练营15讲
第十三讲 电学计算三--综合类(图像、方程)
教学目标
1.对图像类问题的分析与理解
2.多情况的分析与细化
【经典例题一】
1.如图甲所示电路,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。若滑片P从最右端移至最左端的过程中,R2消耗的电功率随电流变化的关系图象如图乙所示,其中a点是滑片置于最右端时的数据,b点是滑片移至某位置时的数据。则滑片在最右端时,电压表的示数为 V;当滑动变阻器的电功率为1.6W时,电流表的示数为 A.
【解答】解:
由电路图可知,R1和R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
(1)当滑动变阻器滑片在右端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路的总电阻最大时,电路中的电流最小,
由乙图可知,电路中的最小电流I最小=0.15A,此时变阻器R2消耗的功率为2.25W,
根据P=UI可得,此时变阻器R2两端的电压(即电压表的示数);
UR===15V,
由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压:
U=UR+I最小R1=15V+0.15A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
(2)当滑动变阻器滑片在b点时,由乙图可知,电路中的电流I=0.5A,此时变阻器R2消耗的功率为4W,
根据P=UI可得,滑动变阻器两端的电压:
U′R===8V,
由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压:
U=UR′+IR1=8V+0.5A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
由①②可得:R1=20Ω,U=18V