专题训练(2) 电路安全 电功率极值问题-【木牍中考●课时A计划】2024-2025学年九年级下册物理配套课件（人教版）

HY 物 理 9年级 下册 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 类型1　电路安全问题 1.［2024·宜宾中考］如图甲所示，已知电源电压为4.5 V且保持不变，电流表量程为0~0.6 A，电压表量程为0~3 V，滑动变阻器R的规格为“50 Ω2 A”，灯泡L的规格为“4 V 1.2 W”， 其电流与电压的关系图像如图乙。求： (1)灯泡L正常发光时的电流； (2)当滑片P滑到某一位置时，电压表的示数为2.5 V，此时电路的总功率； (3)在电路安全情况下，调节滑片P，当灯泡L的电功率最小时，灯泡L的阻值。 1 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 解：(1)由P＝UI可得，灯泡L正常发光时的电流IL＝＝0.3 A (2)由题图甲可知，灯泡L和滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压。电压表的示数为2.5 V，即滑动变阻器R两端的电压U滑＝2.5 V，由串联电路的电压规律可知，灯泡L两端的电压U'L＝U－U滑＝4.5 V－2.5 V＝2 V 由题图乙可知，此时通过灯泡L的电流为0.25 A，则电路中的电流I＝0.25 A，由P＝UI可得，此时电路的总功率P＝UI＝4.5 V×0.25 A＝1.125 W 1 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 (3)由题意可知，当电压表示数最大，即为3 V时，灯泡L两端电压最小，此时灯泡L的电功率最小，灯泡L两端的最小电压UL小＝U－U'滑＝4.5 V－3 V＝1.5 V 由题图乙可知，灯泡L的最小电流I小＝0.2 A 则灯泡L的电功率最小时，其阻值R'L＝＝7.5 Ω 1 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 2.［2023·成都中考］如图所示电路中，电源电压恒为6 V，灯泡L1标有“6 V”字样，额定功率字迹不清，灯泡L2标有“4 V　1.6 W”字样，滑动变阻器的最大阻值为50 Ω，电流表量程为0~0.6 A。闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表示数为0.42 A，不考虑灯泡电阻变化。 (1)求灯泡L1的额定功率； (2)只闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，在 确保电路安全的前提下，求电流表示数变化 范围。 2 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 解：(1)闭合开关S、S1、S2，灯泡L1与滑动变阻器并联，灯泡L1两端的电压U1＝U＝6 V 此时灯泡L1两端电压为额定电压，又滑动变阻器滑片位于最右端，则通过滑动变阻器的电流I＝＝0.12 A 通过灯泡L1的电流I1＝I总－I＝0.42 A－0.12 A＝0.3 A 灯泡L1的额定功率P1＝U1I1＝6 V×0.3 A＝1.8 W 2 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 (2)只闭合开关S时，灯泡L2与滑动变阻器串联，灯泡L2的电阻R2＝＝10 Ω 灯泡L2的额定电流I2＝＝0.4 A 当滑动变阻器接入电路阻值为0时，电路中的电流I'＝＝0.6 A>0.4 A 所以电路中最大电流Imax＝0.4 A；当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中总电阻最大，电路中电流最小，Imin＝＝0.1 A 所以电流表示数变化范围是0.1~0.4 A 2 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 类型2　电功率极值问题 3.［2024·内江中考］图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平 推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器R1的滑片P)，用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6 V，电压表的量程为0~3 V，电流表的量程为0~0.6 A，滑动变阻器R1标有“20 Ω　1.5 A”的字样，定值电阻R2＝10 Ω。闭合开关S，求： (1)当滑动变阻器R1接入电路的阻值为2 Ω时，电压表的示数； (2)在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值。 3 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 解：(1)由题图乙可知，R1和R2串联，电路总电阻R＝R1＋R2＝2 Ω＋10 Ω＝12 Ω 由欧姆定律可得，电路中的电流I＝＝0.5 A R1两端的电压即电压表的示数U1＝IR1＝0.5 A×2 Ω＝1 V 3 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 (2)由P＝UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路消耗的总功率越小，当滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小， I最小＝＝0.2 A 此时电压表的示数U'1＝I最小R1最大＝0.2 A×20 Ω＝4 V，超过了电压表的量程，电路不安全，因此电压表的最大示数为3 V，此时R2两端的电压U2＝U－U″1＝6 V－3 V＝3 V 则电路中的最小电流I'最小＝I2＝＝0.3 A 由P＝UI可得，电路中的最小电功率P最小＝UI'最小＝6 V×0.3 A＝1.8 W 3 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 4.如图甲所示，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示。求： (1)R1的阻值和电源电压； (2)该电路消耗的最大电功率； (3)该电路消耗的最小电功率。 4 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 解：(1)由题图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 由题图乙可知，当滑动变阻器消耗的功率P2＝0.8 W时，其两端电压U2＝2 V 因串联电路中各处的电流相等， 所以由P＝UI可得，此时电路中的电流I＝I2＝＝0.4 A 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以由I＝可得，电源电压U＝IR1＋U2＝0.4 A×R1＋2 V　① 当滑动变阻器消耗的功率P'2＝0.5 W时，其两端电压U'2＝5 V 此时电路中的电流I'＝I'2＝＝0.1 A 电源电压U＝I'R1＋U'2＝0.1 A×R1＋5 V　② 由①②可得，U＝6 V，R1＝10 Ω 4 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 (2)当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路消耗的电功率最大，则Pmax＝＝3.6 W 4 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 (3)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路消耗的电功率最小；由题图乙可知，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表的示数U'2＝5 V，消耗的电功率P'2＝0.5 W 由P＝可得＝50 Ω 该电路消耗的最小电功率 Pmin＝＝0.6 W 4 -- 专题训练(二)　电路安全　电功率极值问题 1 2 3 4 $$