拔高学习11电功率动态电路相关计算 习题课件 2023-2024学年北师大版物理九年级上学期

典例提分法 拔高学习11　电功率动态电路相关计算 1．如图所示是一台电子秤的原理图。托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根粗细均匀的电阻丝。空盘时，滑片P位于R的最上端，且通过R0的电流为0.3 A；称量最大值时，滑片P位于R的最下端。R的最大阻 值为50 Ω，电源电压恒为3 V。 2 下列说法中错误的是(　　) A．称量的质量变大时，“质量表”的示数变小 B．闭合开关S后，R0两端电压范围是0.5～3 V C．称量最大质量时，电阻丝R消耗的电功率为0.125 W D．当R接入阻值为30 Ω时，电路100 s消耗的总电能为22.5 J A 3 2．[2024·重庆外国语中学期末]标有“3 V　1.5 W”字样的小灯泡L1和“6 V　9 W”字样的小灯泡L2接入如图所示的电路中，电源电压可调，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证电路安全的情况下， 4 以下说法正确的是(　　) A．只闭合开关S2时，L1两端电压小于L2两端电压 B．只闭合开关S2时，电路最大的总功率为10.5 W C．同时闭合开关S1和S3时，L1和L2两灯的亮度相同 D．同时闭合开关S1和S3，当电路总功率最大时，小灯泡L2的实际功率为2.25 W 5 只闭合开关S2时，L1和L2串联，根据串联电路电流规律可得，通过两灯的电流相等，由欧姆定律可得，两灯两端电压分别为U1＝IR1，U2＝IR2，因为R1＞R2，所以U1＞U2，A错误；只闭合开关S2时，L1和L2串联，根据串联电路电流规律可得，在保证电路安全的情况下，电路中的最大电流I大＝I额1＝0.5 A；根据串联电路的电阻规律可得，电路的总电阻R总＝R1＋R2＝ 6 Ω＋4 Ω＝10 Ω，电路最大的总功率P大＝I大2R总＝(0.5 A)2×10 Ω＝2.5 W，B错误； 【答案】D 3．[2023·攀枝花]如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R， 为二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过；当电流从二极管的正极流向负极时，其电阻为零。闭合开关S，接入电路 的总电阻为________。现将电源 正负极对调再接回原位置，则前 后两种情况R2消耗的功率之比 为________。 5R 9∶25 10 【点拨】由图结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Ra＝R2＋R3＝2R＋3R＝5R；将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Rb＝R1＋R2＝R＋2R＝3R，由P＝UI＝I2R可知， 4．[2023·镇江节选]在测量小灯泡额定功率的实验中，小兵连接的电路如图甲所示。图乙中图线a是V与A示数间的关系图线，图线b是一只定值电阻R0的U-­I图线。电源电压U恒为3 V，小灯泡L的额定电压为2.5 V。则： (1)L的额定功率为________W。 (2)图线a对应的过程中，R的调节范围为________Ω。 (3)若将R替换成R0，则L工作时的阻值为________Ω。 0.625 2～25 6 5．[2023·枣庄]体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。 已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5 Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6 A，踏板重力不计，求： (1)闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12 A，电源电压为多少？ 解：由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知，当体重计空载时，R＝45 Ω，I＝0.12 A，则电源电压 U＝I(R＋R0)＝0.12 A×(45 Ω＋5 Ω)＝6 V (2)当体重计示数为600 N时，R0消耗的电功率为多少？ (3)此体重计所能测量的最大体重为多少？ 6．[2023·广元]在如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6 V　4.2 W”字样。当S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左 端时，小灯泡L正常发光， 电流表示数为2.2 A。求： (1)小灯泡正常工作时的电流； (2)R0的阻值； 解：当S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，小灯泡和定值电阻并联接入电路，电压表测电源电压，电流表测干路电流，并联电路各支路两端电压相等，小灯泡L正常发光，所以电源电压为6 V，并联电路干路电流等干各支路电流之和，电流表示数为2.2 A，则通过定值电阻的电流 I0＝I－IL＝2.2 A－0.7 A＝1.5 A (2)只闭合S1、滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U1，电路消耗的电功率为P1；保持滑片位置不动，只闭合S2，小灯泡L的电阻发生变化，此时电压表示数为U2，电路消耗的电功率为P2；已知U1∶U2＝3∶4，P1∶P2＝3∶2，求只闭合S2时，小灯泡的实际功率。 解：只闭合S1、定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，滑动变阻器滑片滑到某一点时，电压表示数为U1，根据欧姆定律可得，此时电路消耗的电功率为P1；只闭合S2，小灯泡L的电阻发生变化，小灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表测小灯泡两端电压，保持滑片位置不动，此时电压表示数为U2，电路消耗的电功率为P2； 【点拨】由P＝UI可得，两灯的额定电流I额1＝＝＝0.5 A，I额2＝＝＝1.5 A，根据I＝可得，两灯的灯丝电阻R1＝＝＝6 Ω，R2＝＝＝4 Ω； 同时闭合开关S1和S3时，L1和L2并联，两灯两端的电压相等，由电功率公式P＝UI＝可得，两灯的实际功率P1＝，P2＝，因为R1＞R2，所以P1＜P2，因此L1比L2暗，C错误； 同时闭合开关S1和S3时，L1和L2两灯并联，根据并联电路电压规律，在保证电路安全的情况下，电路的最大电压U大＝U额1＝3 V，此时电路的总功率最大，根据电功率公式可得，小灯泡L2的实际功率P2′＝ ＝＝2.25 W，D正确。 前后两种情况R2消耗的功率之比＝＝＝ ()2＝＝＝＝。 解：由图乙可知，当体重计示数为600 N时，压敏电阻的阻值R′＝15 Ω，此时电路中电流 I′＝＝＝0.3 A 定值电阻R0消耗的功率 P＝I′2R0＝(0.3 A)2×5 Ω＝0.45 W 解：已知电流表量程为0～0.6 A，当电路中的最大电流Imax＝0.6 A，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值R″＝－R0＝－5 Ω＝5 Ω 由图乙可知，所能测量的最大体重为1 200 N 解：小灯泡正常工作时的电流 IL＝＝＝0.7 A 根据欧姆定律可得，定值电阻的阻值 R0＝＝＝4 Ω 已知P1∶P2＝3∶2，根据P＝UI可知，I1∶I2＝3∶2，设I1＝3I′，I2＝2I′，已知U1∶U2＝3∶4，设U1＝3U′，U2＝4U′，根据欧姆定律可得，此时定值电阻和小灯泡的电阻之比＝＝＝，则RL＝2R0＝2×4 Ω＝8 Ω， 滑动变阻器接入电路的阻值不变，设滑动变阻器接入电路的阻值为R，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得，即＝，解得 R＝4 Ω，I2＝＝＝0.5 A 则只闭合S2时，小灯泡的实际功率 P＝I22RL＝(0.5 A)2×8 Ω＝2 W $$