专题二十一 电功率范围和最值类计算（作业课件）-【原创新课堂】2023-2024学年九年级物理下册（人教版 广东专用）

专题二十一　电功率范围和最值类计算 物理 九年级全册 人教版 原创新课堂 1．如图所示，电源电压为4.5 V，电流表的量程为“0～0.6 A”，滑动变阻器的规格为“10 Ω　1 A”，小灯泡L标有“2.5 V　1.25 W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证通过小灯泡L的电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是( ) A．小灯泡的额定电流是0.6 A B．电流表的示数变化范围是0.3 A～0.5 A C．电压表的示数变化范围是0～3 V D．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0～10 Ω B D (1)风速为3 m/s时，这是_________级风，挡风板受到的风力大小为__________N。 (2)滑片P向A端运动，电压表的示数变化情况为_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)无风时，电路中电流为__________A，变阻箱R2消耗的功率为__________W。 (4)从电路的安全性考虑，该风速仪所测最大风力为__________级。 (5)若用该风速仪测风速为10 m/s的风力，从电路的安全性考虑，保持其他条件不变，R2的阻值至少调为_________Ω。 二 1.08 变大 0.75 6.75 四 24 1．电路各器件物理量取值范围的限制一般有四个：滑动变阻器最大阻值及允许通过的最大电流、电流表量程、电压表量程、小灯泡额定电压及额定电流，在计算过程中每一个限制都要考虑周全。 2．当R1＞R2时，由电阻的串、并联特点可知：电阻R1、R2组合得到的电阻值关系为R串＞R1＞R2＞R并，在电压不变时，由P＝ eq \f(U2,R) 可知，R总最大时，P总最小；R总最小时，P总最大。 2．如图所示是检测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.5 V不变，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，定值电阻R1的阻值为5 Ω，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是( ) A．电压表示数变大，表示水流速度增大 B．电流表示数变小，表示水流速度增大 C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5 Ω～20 Ω D．电路消耗总功率的变化范围为1.35 W～2.7 W 3．(2022·三水区模拟)如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，如图乙所示，①是电流表示数与电压表V1示数的关系图象，②是电流表示数与电压表V2示数的关系图象，滑片P移动至b端时，小灯泡正常发光，求： (1)小灯泡正常发光时的电阻RL的阻值和电源的电压。 (2)滑动变阻器的最大阻值。 (3)电路总功率的最大值和最小值。 解：(1)由图甲可知，灯L与定值电阻R0、滑动变阻器串联接入电路，电压表V1测灯L两端电压，电压表V2测灯泡和定值电阻两端电压，电流表测电路中的电流；滑片P位于b端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，此时灯泡和定值电阻串联接入电路，灯泡正常发光，串联电路各处电流相等，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由图乙可知通过电路的最大电流为0.4 A，电压表V2示数为8 V，所以电源电压U为8 V，电压表V1示数为4 V，根据欧姆定律可知灯泡正常发光时的电阻RL＝ eq \f(UL,IL) ＝ eq \f(4 V,0.4 A) ＝10 Ω （2）当滑动变阻器滑片在a端时，滑动变阻器接入电路阻值最大，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，由图乙可知此时通过电路的电流为0.2 A，电压表V2示数为3 V，串联电路总电压等于各部分电压之和，此时滑动变阻器两端的电压Ua＝U－U2＝8 V－3 V＝5 V，根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值Rab＝ eq \f(Ua,I) ＝ eq \f(5 V,0.2 A) ＝25 Ω (3)根据P＝UI可知通过电路的电流最大时，电路的电功率最大，通过电路的电流最小时，电路电功率最小，所以电路的最大电功率P＝UIL＝8 V×0.4 A＝3.2 W，电路的最小电功率P′＝UI＝8 V×0.2 A＝1.6 W 4．(2022·南海区期中)科技小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块Q与轻质弹簧套在水平光滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。电源电压恒为9 V，R1为均匀电阻丝(电阻丝的电阻与其长度成正比)，其长度为30 cm，总阻值为15 Ω，R2为变阻箱，此时阻值为12 Ω，电压表量程为0～3 V。弹簧的弹力F1与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。挡风板受到的风力F2与风速v的关系式为F2＝0.12v2。闭合开关，挡风板正对水平吹来的风，无风时，滑片在最右端B处，有风时，滑块向A端移动，根据稳定后的电压表示数，计算、查表可知风级。(电压稳定后，可认为弹簧对挡板的力等于挡板所受风力，即F1＝F2) $$