《动态电路之串联电路P-R图像》-2024年中考物理复习辅导系列

动态电路之串联电路P-R图像 电路图 一、定值电阻R1的P-R图像 公式选择：P=I12R1 图像特点：定值电阻R1阻值不变，其电功率P由电流决定。由于电流存在最大和最小值，所以P存在最大和最小值。图像为线段。 二、滑动变阻器R2的P-R图像 公式选择：P=I22R2 图像特点： ①此图像由P-I图像（类型二）转换而来。 ②当R2=R1时，电功率P最大，（判断R2的取值范围是否包含R1）。 ③当R2无法等于R1时，其电功率的最大值，要依据取值情况进行判断。 三、三类图像的关联 图像类别 图像 关联点 类型1.U-I图像 U-I图像的交点（E）对应的电流值和电阻值，即为P-I图像和P-R图像的极值点。 类型2.P-I图像 类型3.P-R图像 四、学以致用 11．（2023四川遂宁）如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是（　　） A.电源电压为16V B.R1的阻值为25Ω C.电路总功率的最大变化量为10.8W D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω 【解析】由图甲可知，R1、R2串联，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。 AB.由图乙可知，当R2两端的电压为8V时，R2的电功率为4W，由P=UI可知， 此时电路中的电流， 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U=I1R1+8V=0.5A×R1+8V①， 当R2两端的电压为10V时，R2的电功率为4W，由P=UI可知， 此时电路中的电流， 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U=I2R1+10V=0.4A×R1+10V②， 联立①②两式可解得，电源电压U=18V，R1的阻值R1=20Ω，故AB错误； CD．根据题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A，电流表的量程为0~0.6A， 为了电路安全，电路中的最大电流为I大=0.6A， 则电路中的最大总功率P大=UI大=18V×0.6A=10.8W， 电路中的最小总电阻， 根据串联电路的电阻特点可知， 滑动变阻器接入电路的最小阻值R2小=R小－R1=30Ω－20Ω=10Ω， 根据电压表量程可知，R2两端的最大电压为15V，根据串联电路的电压特点可知， R1两端最小电压U1小=U－U2大=18V－15V=3V， 电路中最小电流， 电路中的最小总功率P小=UI小=18V×0.15A=2.7W， 滑动变阻器接入电路的最大阻值， 所以，电路总功率的最大变化量ΔP=P大－P小=10.8W－2.7W=8.1W， 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω，故C错误，D正确。 故选D。 【答案】D 2.（2023四川广安）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P1随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是（　　） A.定值电阻R2为10Ω B.电源电压为12V C.滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为10V D.滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟R2产生的热量为24J 【解析】如图所示，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流。如图乙可知，当R1=10Ω时，P1=3.6W，根据P=I2R可知， 此时电路中通过的电流为， 则此时滑动变阻器两端电压为， 根据串联电路中电流处处相等和总电压等于各部分电压之和 可得   ① 滑片P置于b端时，R1=50Ω，P2=2W，根据P=I2R可知， 此时电路中通过的电流为， 则此时滑动变阻器两端电压为， 根据串联电路中电流处处相等和总电压等于各部分电压之和可得   ②， 联立①②解得：R2=10Ω，电源电压U=12V 则滑片P置于b端时，R2两端电压即电压表示数为， 滑片P置于b端时，通电1分钟R2产生的热量为 A.定值电阻R2为10Ω，故A正确，A不符合题意； B.电源电压为12V，故B正确，B不符合题意； C.滑片P置于b端时，闭合开关S，电压表的示数为2V，故C错误，C符合题意； D.滑片P置于b端时，闭合开关S，通电1分钟 R2产生的热量为24J，故D正确，D不符合题意。 【答案】C 五、巩固提升 1.（P-I图像）如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是滑动变阻器的电功率与电流关系的图像。当电路中的电流是0.5A时，R1接入电路的电阻为___________，滑动变阻器的最大阻值是___________，电源电压为__________和