2024年中考物理复习提分专训第8招 电功率图像的六种类型

第8招 电功率图像的六种类型 北师版 九年级全 九年级物理提分专训 例 典 例 剖 析 如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从一端移动到另一端的过程中，电流表示数I 与电压表示数U的 关系如图乙所示， 则定值电阻R0的阻值为________Ω；当滑动变阻器接入电路的阻值分别为R和R时，电路消耗的总功率分别为P1、P2，则P1∶P2＝________。 40 2∶1 解题秘方：运用欧姆定律时若不能分步解答，则一般可利用总电压相等作为等量关系列方程求解。对于纯电阻电路，求电功率之比，一般用电功率的推导式。 解析：由图像可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电流为0.3 A；当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流为0.1 A，滑动变阻器分担的电压为8 V，电源电压不变，可列方程式0.3 A×R0＝0.1 A×R0＋8 V，求得R0＝40 Ω； 根据欧姆定律求得滑动变阻器的最大电阻为R＝ ＝＝80 Ω。当滑动变阻器接入电路阻值分别为R和R时，电路消耗的总功率P1、P2 之比为 ＝＝＝＝21。 规律小结：纯电阻电路中，不同电阻串联，它们的功率比等于电阻比，即＝；不同电阻并联，它们的功率比等于电阻的反比，即＝。 训练角度 1 U－I图像 分 类 训 练 1．【2022·河池】如图甲所示的电路，R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器R接入电路的阻值，记录电压表、电流表的 示数，作出U-­I关 系图像如图乙① 所示。 已知某小灯泡的U-­I图像如图乙②所示，现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变。 则此时小灯泡的实际功率为(　　) A．0.1 W B．0.2 W C．0.3 W D．0.75 W 【点拨】 由图甲可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路中的电流；当滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器被短路，电压表示数为0，由图乙可知，此时电路中的电流I＝0.3 A，根据欧姆定律可得，电源电压U＝IR0＝0.3 A×R0　①，由图乙可知，当电流表示数为I1＝0.2 A时，电压表示数为UR＝1 V，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得，电源电压U＝UR＋I1R0＝1 V＋0.2 A×R0　 ②， 【答案】B 联立①②两式可得，电源电压U＝3 V，定值电阻R0＝ 10 Ω。用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器，电路其他元件不变，则小灯泡与定值电阻R0串联，根据串联电路特点结合图乙可知，当电路中的电流I′＝0.2 A，小灯泡两端电压UL＝1 V时，电源电压U＝UL＋I′R0＝1 V＋0.2 A× 10 Ω＝3 V，满足要求；此时小灯泡的实际功率PL＝ ULI′＝1 V×0.2 A＝0.2 W，故选B。 2．【2023·辽阳期末】如图甲所示电路，电流表A1的量程为0～3 A，A2的量程为0～0.6 A，闭合开关S，电压表V示数为12 V，小灯泡正常发光。 训练角度 2 I－R图像 在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器R的滑片，电流表A1示数与R连入电路的阻值的关系图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率 为______W，滑动变阻器R连入 电路的最小阻值为________Ω， 当滑动变阻器的滑片置于中点时， 电流表A1的示数为________A。 14.4 20 1.6 【点拨】 由电路图可知，闭合开关S，灯泡和滑动变阻器R并联，电流表A1测干路中的电流，电流表A2测通过滑动变阻器R的电流，电压表测电源电压；已知电压表示数为 12 V，则电源电压为12 V；在电路安全的情况下，当通过滑动变阻器R的电流最大时干路电流最大，由于A2的量程为0～0.6 A，则通过滑动变阻器R的最大电流I滑最大＝0.6 A，由图乙可知电流表A1最大示数为1.8 A， 即干路最大电流I最大＝1.8 A，则通过小灯泡的电流IL＝ I最大－I滑最大＝1.8 A－0.6 A＝1.2 A，小灯泡的额定功率 P额＝PL＝UIL＝12 V×1.2 A＝14.4 W。滑动变阻器R连入电路的最小阻值R滑最小＝＝＝20 Ω。由图乙可知干路最小电流I最小＝1.4 A，则通过滑动变阻器R的最小电流I滑最小＝I最小－IL＝1.4 A－1.2 A＝0.2 A，滑动变阻器R的最大阻值R滑最大＝＝＝60 Ω； 当滑动变阻器的滑片置于中点时，滑动变阻器R连入电路的阻值R′＝R滑最大＝×60 Ω＝30 Ω，则I滑＝＝＝0.4 A，电流表A1的示数I＝IL＋I滑＝1.2 A＋0.4 A＝1.6 A。 3．某品牌养生锅具有加热和保温两挡，额定电压为220 V，图甲是其电路原理图，S为温控开关，R1、R2为电热丝(阻值不变)。此养 生锅在额定电压下 工作的电功率P与 时间t的关系图