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命题点5 贵阳重难电学计算专练
(针对贵阳中考填空题最后一题)
1. 【电路分析】如图1所示,电源电压为 ,定值电阻的阻值为 ,滑动变阻器的最大阻值为 ,当滑动变阻器的滑片在最左端时,接入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小,为 ,电压表的示数为 ,定值电阻 消耗的最小功率为 ,电路消耗的最小功率为 ;当滑片向右移动时,电路的总电阻逐渐变小,电路中的电流逐渐变大,不考虑电表的量程,当滑片移到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中的电流最大,为 ,定值电阻的功率最大,且为电路消耗的最大功率,为 .
图1
图2
图3
2. 【求滑动变阻器的最大电功率】如图2所示的电路中,定值电阻 与滑动变阻器 串联接在电压恒定为 的电源上,求滑动变阻器消耗的最大电功率.
【解题过程】已知电源电压为 ,可知电流: .由 可得, 的功率:
【结论】 和 串联,当 时,滑动变阻器的电功率最大, .
3. 定值电阻+滑动变阻器的串联电路模型计算
如图3所示,电源电压为 ,定值电阻的阻值为 ,滑动变阻器的最大阻值为 ,闭合开关 后:
(1)移动滑片到 点,滑动变阻器接入电路的电阻为 ,电压表的示数为 ,电流表的示数为 ,滑动变阻器的电功率为 ,定值电阻两端的电压为 ,定值电阻的电功率为 ;电源电压 .
(2)移动滑片到 点,滑动变阻器接入电路的电阻为 ,电压表的示数为 ,电流表的示数为 ,滑动变阻器的电功率为 ,定值电阻两端的电压为 ,定值电阻的电功率为 ;电源电压 .
即时练习1. 如图所示,电源电压为 ,定值电阻为 ,滑动变阻器的最大阻值为 ,滑动变阻器的滑片在最左端 点时,电路中的电流大小为0.5 ,滑动变阻器两端的电压为10 ,滑动变阻器的电功率为5 ,定值电阻 的功率为2.5 ;将滑片向右移动到某一位置 点时,定值电阻 的功率为 ,则此时电路中的电流为 ,滑动变阻器接入电路的阻值为5 ,滑动变阻器的电功率为5 ;移动滑片前后,定值电阻的功率的比值为 ;滑片在移动过程中,滑动变阻器的最大功率为 .
即时练习1题图
4. 改接电路类(电路元件发生改变或电路连接方式发生改变)
(1)两电阻(灯泡)由串联电路改为并联电路(贵阳2015.17)
①如图4甲所示,定值电阻 和 串联在在电压恒为 的电源两端,电路中的电流为 ,电阻 两端的电压 ,电阻 两端的电压 ,电源电压 ,电阻 消耗的功率为 ,电阻 消耗的功率为 ,电路消耗的总功率为 ;
②如图4乙所示,若将定值电阻 和 并联在电压恒为 的电源两端,则通过 的电流 ,通过 的电流为 ,电阻 消耗的电功率 ,电阻 消耗的电功率 ,电路消耗的总功率 .
图4
图5
(2)换接电路元件(贵阳2021.16)
甲、乙为规格不同的小灯泡,将甲灯与定值电阻 按如图5所示的方式串联在电压为 的电路中,甲灯能正常发光,则电源电压 ,定值电阻 的功率为 ,电路消耗的总功率为 ;将乙灯与定值电阻 按如图5所示的方式串联在电压为 的电路中,乙灯也能正常发光,则电源电压 ,定值电阻 的功率为 ,电路消耗的总功率为 .
即时练习2. 如图所示,将灯 、 按甲、乙两种方式接在电压均为 的两个电路中. 在甲、乙两个电路中的电功率分别为 和 ,设两灯丝的电阻不变.甲、乙两图中灯 两端的电压之比为 , 、 两灯灯丝电阻之比为 ,甲图中灯 、 的功率之比为 ,甲、乙两图中电路消耗的总功率之比为 .
即时练习2题图
[解析]因甲图中灯 的功率 ,乙图中灯 的功率 ,所以, ,解得 ,即甲、乙两图中灯 两端的电压之比是 ;甲图中,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电路中各处的电流相等,所以 、 两灯灯丝电阻之比 ;由 可得,甲图中灯 、 的功率之比 ,则可知 ;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以甲图中电路消耗的总功率 ,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以乙图电路消耗的总功率 ,则 .
即时练习3. 甲、乙两灯的规格分别为“ ”“ ”,将甲灯与滑动变阻器 串联在电源电压为 的电路中,调节滑动变阻器的滑片使灯泡甲正常发光,此时滑动变阻器接入电路的阻值 12 ,滑动变阻器的电功率为 3 ;用乙灯替换甲灯,其他元件不变,调节滑动变阻器的滑片使乙灯正常发光,此时滑动变阻器接入电路的阻值 30 ,此时滑动变阻器的电功率为 2.7 ;前后两次滑动变阻器的电功率的比值 .
即时练习3题图
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