《电功率极值范围问题-2024年中考物理复习》

电功率极值范围问题 电功率的极值问题是建立在欧姆定律的安全问题之上，想求此类问题，首先要把解题的思路确定下来： 常考问题 解决思路 电路消耗电功率的最大值和最小值 P=UI（电源电压一定，找电流的最值） 定值电阻消耗电功率的最大值和最小值 P=I2R0（R0一定，找I / U） 串联中，滑变消耗电功率的最大值 当RP=R0时，功率最大，中考不考，平时会遇到 一、并灯泡型 例2.如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V 1.6W”的字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”；闭合开关，保证电路安全下，电路消耗电功率的范围____________，小灯泡消耗电功率的范围_____________，滑动变阻器两端电压变化范围___________。 ( 3V ) 解析：由题意得： 同样，先求出电流表、电压表和滑变的最值，大小关系对应好（串联，电压表接灯泡） 此题根据题意，先确定Umax和Rmax，再求其他量。 电路消耗总功率：Pmax=UImax=12V×0.4A=4.8W；Pmin=UImin=12V×0.2A=2.4W 灯泡消耗电功率：Pmax=1.6W； 滑变分压：最小12－4V=8V；最大12V－2V=10V 答案：2.4~4.8W；0.4~1.6W；8~10V。 二、并滑变型 例1.如图所示，电源电压为6V，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上标有“4V 2W”字样（灯丝电阻不变）。在保证整个电路安全下，电路消耗电功率的范围___________，小灯泡L消耗电功率的范围____________。 解析：已知灯泡规格，则： 这是之前讲欧姆定律的极值范围问题时做过的题型。（串联，且电压表接滑变） 求功率范围之前，先把电流表、电压表、滑变的最值求出来，大小关系对应好！ 此题根据题意，比大小先确定Imax，再求其他量。 电路消耗总功率：Pmax=UImax=6V×0.5A=3W；Pmin=UImin=6V×0.375A=2.25W 灯泡消耗电功率：Pmax=2W； 答案：2.25~3W；1.25~2W。 三、灯并滑变型 例3.如图所示，电源电压为6V，小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，滑动变阻器上标有“10Ω 2.5A”的字样，电流表量程为“0~3A”。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，在电路安全的情况下，灯丝电阻不变。求电路消耗电功率的范围__________，滑变消耗电功率的范围___________。 解析：并联电路中，定值电阻或灯泡所在去路电流不变，电流的变化由滑变支路引起，同时要注意电流表的量程。 电源电压为6V，小灯泡正常发光，则： 滑变允许经过的最大电流为2.5A，但此时干路电流：2.5A+0.6A=3.1A＞3A，超过电流表量程最大值，因此，流过滑变最大电流为：3A－0.6A=2.4A 电路中最大电流为3A 当滑变阻值最大时，流过它的电流最小为：，电路中最小电流为：0.6A+0.6A=1.2A 电路中水耗总功率：Pmax=UImax=6V×3A=18W；Pmin=UImin=6V×1.2A=7.2W 滑变消耗电功率：PPmax=UIPmax=6V×2.4A=14.4W；PPmin=UIPmin=6V×0.6A=3.6W 答案：7.2~18W；3.6~14.4W。 四、串并电路型 例4.如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，定值电阻R0的阻值为20Ω，电压表量程为“0~3V”，电流表量程为0~3A。当S1、S2和S3闭合时，滑动变阻器滑片滑到a端时，小灯泡L恰好正常发光，任意闭合开关和移动滑片位置，在保证电路安全下，电路消耗电功率的范围__________。 解析：由题意得： 当S1、S2和S3闭合，滑片位于a端时，R0与L并联，灯泡正常发光，则电源电压U=6V 此电路图可串可并，串联时，电阻最大，电流最小，电功率最小；并联时，电阻最小，电流最大，电功率最大。 由题意得，R0>RL，所以，当闭合S1、S3时，电路中电流最小 当电压表为3V时，电路中电阻最大，电流最小，R0分压：UR0=6－3V=3V 电路最小电功率：Pmin=UImin=6V×0.15A=0.9W 当S1、S2、S3全闭合，滑片位于a端时，R0与L并联，此时，电阻最小，电路中电流最大 Pmax=UImax=6V×0.8A=4.8W 综上，电路消耗电功率的范围为：0.9~4.8W。 及时练习： 如图所示，电源电压为6V，灯泡L上标有“6V 3W”的字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器上标有“10Ω 1.5A”字