内容正文:
极值与范围问题
第十八章 电功率
2023年“精品课”系列
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。
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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