专项素养综合全练(七)　与电功率相关的动态电路分析课件 2024--2025学年北京课改版初中物理九年级

专项素养综合全练(七) 初中物理 1.如图所示的电路中,电源电压恒为15 V,小灯泡L标有“3 V     1.8 W”的字样,滑动变阻器R1的规格为“60 Ω    1 A”,电 流表的量程为0~3 A,电压表的量程为0~15 V、当只闭合S0、 S2、S3,将滑动变阻器R1的滑片P调到中点时,电流表示数为1 A。不考虑灯丝电阻的变化,在保证电路中各元件安全的情 况下,则下列说法正确的是 (　    ) D 初中物理 A.定值电阻R2的阻值为20 Ω B.只闭合S1、S2,断开S0、S3,R1的最大功率是11.25 W C.只闭合S1、S2,断开S0、S3,小灯泡L的电功率的取值范围是 0.324 W~1.8 W D.闭合开关S0、S2、S3,断开S1,整个电路消耗的电功率的取 值范围是11.25 W~22.5 W 初中物理 解析　由电路图可知,当只闭合S0、S2和S3时,R1、R2并联,电 流表测量干路电流,并且滑动变阻器R1的滑片P在中点;通过 R1的电流:I1= = =0.5 A,因并联电路中干路电流等 于各支路电流之和,所以通过R2的电流:I2=I-I1=1 A-0.5 A=0.5 A,由I= 可得,R2的阻值:R2= = =30 Ω;故 A错误;闭合S 1、S2,断开S0、S3时,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测量滑 动变阻器R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;小灯泡L 初中物理 标有“3 V    1.8 W”的字样,由P= 可得,灯泡的阻值:RL=  = =5 Ω,当滑动变阻器的电阻等于小灯泡电阻时滑 动变阻器的功率最大,但当小灯泡两端的电压与滑动变阻器 两端的电压相同时,小灯泡两端的电压为7.5 V,大于小灯泡 的额定电压,所以小灯泡会被烧坏,故滑动变阻器的电阻不能 与小灯泡的电阻相等,为了保证小灯泡正常发光,当电流为小 灯泡的额定电流时,电阻R1的功率最大,由P=UI可得,灯泡的 初中物理 额定电流:IL= = =0.6 A,滑动变阻器两端的电压为:U滑 =U-UL=15 V-3 V=12 V,滑动变阻器的最大的功率为:P滑=U滑IL =12 V×0.6 A=7.2 W,故B错误;因串联电路中各处的电流相 等,电流表量程为0~3 A,所以为保证电路安全,电路中的最大 电流为0.6 A,即小灯泡的最大电流为0.6 A,最大功率为1.8 W;因串联电路中各处的电流相等,电流表量程为0~3 A,所以 为保证电路安全,电路中的最大电流为0.6 A,当电压表示数 为15 V 时,与电源电压相等,因串联电路两端电压等于各部 初中物理 分电路两端的电压之和,所以滑动变阻器的阻值可以全部连 入电路,此时电路中电流最小,则电路中的最小电流:Imin=  = =  A,此时灯泡消耗的最小功率:Pmin=  RL= ×5 Ω≈0.27 W;因此小灯泡L的电功率的取值范围 是 0.27 W~1.8 W,故C错误;闭合开关S0、S2、S3,断开S1,R1、 R2并联,电流表测量干路电流;因为滑动变阻器允许通过的最 大电流为1 A,而并联电路中,各支路互不影响,因此通过R2的 电流仍然是0.5 A,又因为并联电路中干路电流等于各支路电 初中物理 流之和,再结合电流表量程可知,所以干路最大电流为Imax'=I滑 大+I2=1 A+0.5 A=1.5 A,则电路消耗的最大功率:Pmax=UImax'=15 V×1.5 A=22.5 W,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电 路电流最小,则Imin'= +I2= +0.5 A=0.75 A,电路消耗的最 小功率:Pmin=UImin'=15 V×0.75 A=11.25 W,故闭合开关S0、S 2、S3,断开S1时,整个电路消耗的电功率的取值范围是11.25 W~22.5 W,故D正确。 初中物理 2.(2024北京清华附中月考)(多选)小明同学在某次实验中取 用了一个铭牌标为“6 V    3 W”的小灯泡,连接电路如图所 示,电源电压恒为 8 V,滑动变阻器阻值变化范围是0~20 Ω,选 取电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V,小灯泡灯丝 电阻不随温度发生变化。在接下来的实验中,各个电表不超 过量程,小灯泡不超过额定电压工作。下列选项正确的是 (        ) CD 初中物理 A.滑动变阻器阻值变化范围是2~20 Ω B.电流表示数变化范围是0.2 A~0.6 A C.小灯泡的功率变化范围是0.75 W~3 W D.当滑动变阻器功率与小灯泡功率之比是 9∶8 时,滑动变 阻器接入电路的阻值为13.5 Ω 初中物理 解析　由图可知,开关闭合,小灯泡和滑动变阻器串联,电压 表测小灯泡两端电压,电流表测电路电流。根据小灯泡铭牌 “6 V    3 W”可得,小灯泡的额定电流I额= = =0.5 A,小 灯泡的电阻为RL= = =12 Ω,因小灯泡额定电流为0.5 A,故电路最大电流为0.5 A,此时电路中的总电阻为R总= =  =16 Ω,由串联电路电阻规律可得此时滑动变阻器接入 电路的阻值为R滑小=R总-RL=16 Ω-12 Ω=4 Ω,当滑动变阻器最 初中物理 大阻值接入电路时,电路电流最小为I小= =  =0.25 A,此时灯泡两端的电压最小为U小=I小RL=0.25 A×12 Ω= 3 V,小灯泡的最小电功率为P小=U小I小=3 V×0.25 A=0.75 W。 当滑动变阻器功率和小灯泡功率之比是9∶8时,有 =  = = ,解得此时滑动变阻器接入电路的阻值为13.5 Ω, 故A、B错误,C、D正确。 初中物理 3.(2024北京通州期末)在如图甲所示的电路中,电源电压恒 为3 V,如图乙是小灯泡L的电流与它两端的电压关系图像。 求: (1)闭合开关S后,滑片由左端向右端滑动的过程中,小灯泡L 的最大功率; (2)电流表示数为0.2 A时,通电10 s,滑动变阻器R产生的热量。 初中物理 初中物理 解析    (1)由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联在电路 中,电压表测小灯泡两端电压,闭合开关S后,当滑动变阻器接 入电路中阻值为0时,小灯泡两端电压最大为电源电压3 V,此 时小灯泡消耗的电功率最大,由图乙可知,小灯泡两端的电压 为3 V时,通过它的电流为0.3 A,则小灯泡的最大功率PL最大= UI最大=3 V×0.3 A=0.9 W;(2)当电流表示数为 0.2 A时,由图乙 可知,此时小灯泡两端的电压为1 V,则此时滑动变阻器两端 的电压为U滑=U-UL'=3 V-1 V=2 V,则通电10 s,滑动变阻器R 产生的热量Q=W=U滑It=2 V×0.2 A×10 s=4 J。 初中物理 谢谢观看 初中数学 $$