专项突破7 电路安全下的动态电路最值、范围计算-【一战成名新中考】2024广西中考物理·培优册优质课件PPT

第一部分 重难知识培优加练 专项突破7 电路安全下的动态电路最值、范围计算 （北部湾6年2考） 广西物理 物理 1 1. [2023河北]如图1所示，电源电压不变，电流表量程为 ，电压 表量程为 ，滑动变阻器 的规格为“ ”，灯泡 的额定电流 为 .图2是灯泡 的电流与电压关系图像.闭合开关 ，调节滑动变阻器 的滑片 ，当滑片 移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为 和 . 图1 图2 2 （1）求电源电压； 解：闭合 ，当 时， ，由图2可知， ， 则 ； （2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片 ，灯泡的最小 功率是多少？ 解：由题意知，当电压表示数最大为 时，灯 两端电压最小，此 时灯 的功率最小， 灯 两端最小电压： ， 由图2知，灯 的最小电流 ， 灯 的最小功率： ； 4 （3）用定值电阻 替换灯泡 ，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻 器的滑片 ，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为 ，这一过 程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于 ，求定值电阻 的可能值. 解：用定值电阻 替换灯 后，调节滑动变阻器的滑片 ，电路中 最大电流有两种可能： 或 ； ①若 时，则最小电流 ， 此时电压表示数最大为 ， 5 中最小电流 ，即 ，解得 ； ②若 时，由题意可得，最大电流 ，最小电流 ，则 ， 代入数值得 ，解得 ； 故定值电阻 的可能值为 或 . 2. 如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电压表的量程为 ，电流 表的量程为 ， 是滑动变阻器， 是定值电阻，灯 上标有“ ”字样（不计温度对电阻的影响）.只闭合开关 、 时，滑动 变阻器 的滑片从 端滑向 端的过程中，滑动变阻器 的电功率 随 电流 的变化关系图像如图乙 所示.求： 甲 乙 7 （1）滑动变阻器的最大阻值； 解：只闭合开关 、 时，两电阻串联， 的滑片在 端时，接入电路 阻值最大，此时电路的电流最小，由图乙可知最小电流为 ，滑动变 阻器的电功率为 ， 则滑动变阻器两端的电压： ， 滑动变阻器的最大阻值： ； 8 （2）电源电压和定值电阻 的阻值； 解 的滑片位于 端时，电源电压： ， 的滑片位于 端时，接入电路的阻值为0，此时电路为定值电阻的简单 电路，电路的电流最大，由乙图可知最大电流为 ， 电源电压： ， ①②联立可得 ， ； 9 （3）只闭合开关 、 时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器 的功率范围. 解：只闭合开关 、 时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动 变阻器两端电压，电压表的量程为 ，电源电压为 ，电压表安 全，滑动变阻器允许接入最大阻值， 灯泡的电阻： ， 灯泡正常发光时通过电路的电流最大， ， 10 滑动变阻器 的功率表达式为 ,故 当 时，有最大功率，最大功率 , 此时电路中的电流为： , 滑动变阻器的电功率还可以表示为 ， 该抛物线开口向下，通过电路的电流最小时， 接入电路的阻值最大，最小电流 ， 此时滑动变阻器的电功率： ， 电路电流最大时，电路总电阻 , 则此时 接入电路的阻值 , 滑动变阻器的电功率： , 综上，滑动变阻器 的功率范围为 . $$