内容正文:
第十八章 电功率
专题(六)电功率极值、范围问题
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1.如图所示电路,电源电压恒为,小灯泡上标有“ ”字样
(忽略温度对灯丝电阻的影响)。电流表量程选用“ ”,电压表
量程选用“”,滑动变阻器规格为“”。闭合开关 ,为保
证电路安全,在移动滑动变阻器滑片 的过程中,下列选项不正确的是
( )
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A.电压表的示数变化范围是
B.小灯泡的最大电功率是
C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
D.该电路的最大总功率是
√
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2.把标有“”的小灯泡(设灯丝电阻不变)与标有“ ”
的滑动变阻器连接在电压恒为 的电源上,电压表的量程为“
”,如图所示。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是
( )
D
A.电路中允许通过的最大电流为
B.电路总功率的最大值为
C.小灯泡电功率的最小值为
D.滑动变阻器允许调节的范围是
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3.[2023·遂宁] 如图甲所示电路,电源电压恒定, 为定值电阻,滑动
变阻器铭牌上标有“”字样,电流表量程为“ ”,
电压表量程为“”。在保证电路安全的前提下,闭合开关 ,移动
滑动变阻器滑片,经实验记录,得出的电功率与其两端电压 的关
系如图乙。则下列说法正确的是( )
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A.电源电压为
B.的阻值为
C.电路总功率的最大变化量为
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值
范围为
√
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4.[2024·邢台信都区三模] [多选]如图甲所示的电路中,电源电压恒
定不变。电流表的量程为“”,电压表的量程为“ ”。当开
关闭合、开关 断开时,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过
程中,电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的 线所示。图乙中的
线为小灯泡的图象,小灯泡的额定电压为。当开关 闭合、
开关 断开时,为保证电路中的各元件都不会损坏,下列说法中正确的
是( )
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A.电源电压为
B.滑动变阻器滑片向左移动的过程
中,电压表示数变大,灯变暗
C.电路的最大总功率为
D. 连入电路的阻值范围为
√
√
√
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5.小明采用标有“”的灯泡和标有“”的灯泡 进行实验,
不考虑温度对灯丝电阻的影响。若将它们并联接入电路中,该电路电源
电压为,则电路的总功率为___ ;若将它们串联接在另一个电路中,
在保证电路安全的情况下,该电路的电源电压最大为___ 。
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6.如图所示电路中,电源电压保持不变,小灯泡规
格是“”, ,滑动变阻器 上
标有“”,电压表选用“ ”量程。断
开,闭合和,当滑动变阻器滑片 移到滑动
变阻器中点时,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流。
解:根据可得,小灯泡正常发光时的电流 。
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(2)电源电压。
解:断开,闭合和 ,小灯泡和滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑
片移到滑动变阻器中点时,小灯泡正常发光,电路中的电流 ,
滑动变阻器两端的电压 ,由
串联电路的电压规律可得,电源电压 。
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(3)断开,闭合和 ,在保证电路元件安全的前提下,电路的最大
总功率。
解:断开,闭合和,电路为和的串联电路,电压表测 两端
的电压,当电压表示数为 时,电路中的电流最大,电路的总功率最大,
电路中的最大电流 ,
电路的最大总功率 。
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7.[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的关系图象。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 。
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(1)求电源电压。
解:闭合开关,灯泡与滑动变阻器 串联,
当时,,由题图2可知,此时 ,根据串
联电路的电压规律可得, 。
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(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,电压表示数最大为,此时灯泡 两端的电压最小,灯
泡的电功率最小,灯泡两端的最小电压 小
,由题图2知,此时通过灯泡 的最
小电流,根据可得,灯泡的最小功率 小
。
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(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。
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解:用定值电阻替换灯泡后,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 ,则最小电流
,此时电压表示数最大,为
,通过的最小电流 ,
即,解得 ;
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②若,由题意可得,最大电流 ,最小电流
,则,即 ,代
入数值得,解得 。故定值电阻 的
可能值为 或 。
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