第18章 专题2 与电功率有关的动态电路计算（PPT课件）-【勤径学升】2023-2024学年九年级下册物理同步练测（人教版）

物 理 第十八章　电功率 专题2　与电功率有关的 动态电路计算 3.2 30　 　 1∶2 1∶2 2∶1 　 2∶3 3∶2 简单计算　　 标有“6 V　3 W”的小灯泡，它的I－U图像如图所示，则它正常发光10 s消耗的电能是________ J；将它与一个10 Ω的定值电阻串联在8 V的电路中，则电路消耗的总功率为________ W。 1题图 [解析]小灯泡正常发光时，实际电压等于额定电压，实际电功率等于额定功率，小灯泡正常发光10 s消耗的电能W＝Pt＝3 W×10 s＝30 J；小灯泡与一个 10 Ω的定值电阻R串联在电压为8 V的电路中时，因串联电路中的电流处处相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由I＝ eq \f(U,R) 可知，U＝UL′＋ILR，即8 V＝ UL′＋IL′×10 Ω，由题图可知，当UL′＝4 V，IL′＝0.4 A时符合，则电路消耗的总功率P＝UIL′＝8 V×0.4 A＝3.2 W。 如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20 Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为1.5 A，电流表A2的示数为0.6 A，求： 2题图 (1)电源电压。 (2)电阻R2的阻值。 (3)电路消耗的总功率。 解：由题图可知，R1、R2并联接入电路，A1测干路的电流，A2测R2所在支路的电流； (1)R1所在支路电流： I1＝I－I2＝1.5 A－0.6 A＝0.9 A， 电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.9 A×20 Ω＝18 V； (2)电阻R2的阻值R2＝ eq \f(U,I2) ＝ eq \f(18 V,0.6 A) ＝30 Ω； (3)电路消耗的总功率P＝UI＝18 V×1.5 A＝27 W。 答：(1)电源电压为18 V；(2)电阻R2的阻值为30 Ω；(3)电路消耗的总功率为27 W。 比值类计算　　 把甲、乙两灯并联接在电源上，若甲、乙功率之比为2∶1，则甲、乙两灯电阻之比为________；若将甲、乙两灯串联接在与上述相同的电源上，则甲、乙两灯消耗电功率之比为________。 [解析]两灯并联时U1＝U2，P1∶P2＝2∶1，由P＝ eq \f(U2,R) 知， eq \f(R1,R2) ＝ eq \f(\f(U12,P1),\f(U22,P2)) ＝ eq \f(P2,P1) ＝ eq \f(1,2) ；若两灯串联，由P′＝I2R知， eq \f(P1′,P2′) ＝ eq \f(I2R1,I2R2) ＝ eq \f(R1,R2) ＝ eq \f(1,2) 。 甲、乙两个用电器的电功率之比为2∶3，消耗的电能之比为4∶3，则工作时间之比为________。 [解析]由P＝ eq \f(W,t) ，得t＝ eq \f(W,P) ， eq \f(t1,t2) ＝ eq \f(\f(W1,P1),\f(W2,P2)) ＝ eq \f(W1,W2) × eq \f(P2,P1) ＝ eq \f(4,3) × eq \f(3,2) ＝ eq \f(2,1) 。 (天津红桥模拟)如图所示，开关S闭合后，电流表A1和A2的示数比为5∶2，则R1和R2的阻值之比为________，R1和R2消耗的电功率之比为________。 5题图 [解析]由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流，由并联电路中电流特点可知，通过R1和R2的电流之比 eq \f(I1,I2) ＝ eq \f(IA1－IA2,IA2) ＝ eq \f(IA1,IA2) －1＝ eq \f(5,2) －1＝ eq \f(3,2) ，由并联分流规律知R1和R2的阻值之比 eq \f(R1,R2) ＝ eq \f(I2,I1) ＝ eq \f(2,3) ，由P＝UI可得，R1和R2消耗的电功率之比 eq \f(P1,P2) ＝ eq \f(UI1,UI2) ＝ eq \f(I1,I2) ＝ eq \f(3,2) 。 极值、范围类计算　　 在如图所示的电路中，电源电压为3 V且保持不变，滑动变阻器R2标有“20 Ω　2 A”字样。只闭合开关S1，电流表示数为0.3 A。 (1)求电阻R1的阻值。 (2)求通电10 s，电流通过电阻R1所做的功W。 (3)再闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使R1和 R2消耗的总功率最小，求此最小总功率P最小。 6题图 解：(1)只闭合开关S1，电路为只有R1的简单电路，电阻R1的阻值R1＝ eq \f(U,I1) ＝ eq \f(3 V,0.3 A) ＝10 Ω； (2)通电10 s，电流通过电阻R1所做的功W＝UI1t＝3 V×0.3 A×10 s＝9 J； (3)再闭合开关S2，R1、R2并联，由P＝ eq \f(U2,R) 可知，要使R1和R2