第18章 专题训练5 电功率之变化范围和最值类计算（作业课件）-【四清导航】2023-2024学年九年级物理下册（人教版 河南专用）

专题训练五　电功率之变化范围和最值类计算 物理 九年级下册 人教版 四清导航 灯泡 0.5 小 4 20 0.18 3.6 2 大 2.25 小 0.81 0.162 1.25 RL 5 1.012 5 3 0.6 1.6 20 7.2 19.2 4 5 6 7 0.1～0.9 0.5～4.5 0～4 0.05～4.05 0～1.012 5 0.45～4.05 8 2.5～10 0.3～0.6 1.5～3 0.45～1.8 9 12 24～36 10 11 12 13 14 类型一　最值类 如图所示，电源电压恒为4.5 V，灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”的字样(忽略灯丝电阻变化)，滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”，在不损坏电路元件的情况下，移动滑片，则： (1)电路中的最大电流不能超过________的额定电流，即_______A；电流最大时滑动变阻器连入电路的阻值最______，为_______Ω。 (2)滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω时，电路中的电流最小，为________A。滑动变阻器两端的最大电压为________V。 (3)根据P＝UI可知，电源电压不变，电路中的电流最______时，电路的电功率最大，为________W；电路中的电流最______时，电路的电功率最小，为________W。 (4)根据P＝UI＝I2R可知，灯泡的最小功率为_________W，灯泡的最大功率为________W。滑动变阻器的电功率：P滑＝( eq \f(U,RL＋R) )2R＝ eq \f(U2,\f(（RL－R）2＋4RLR,R)) ＝ eq \f(U2,\f(（RL－R）2,R)＋4RL) ，当R＝______＝______Ω时，P滑有最大值，为__________W。 2．如图所示，电源电压为12 V，定值电阻R1为12 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω　1 A”字样，电流表A1量程为“0～3 A”，电流表A2量程为“0～0.6 A”。为了保证电路中各元件安全工作，通过滑动变阻器R2的最大电流为________A，干路允许通过的最大电流为________A，滑动变阻器R2允许接入电路的最小阻值为_______Ω，滑动变阻器R2的最大功率为________W，电路的最大功率为________W。 3．(河南模拟)如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“1 A”字样的滑动变阻器，电流表量程为“0～3 A”，L1、L2是额定电压均为6 V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求： (1)L2正常发光时的电阻。 (2)若只闭合开关S1，电源电压调节为10 V，滑片P滑至中点时小灯泡正常发光，滑动变阻器的最大阻值及其电功率。 (3)当闭合S3，断开S1、S2时，为保证电路安全，电源电压最大是多少？ 解：(1)当灯泡L2正常发光时，L2两端的电压UL2＝6 V，由图乙可知通过L2的电流IL2＝0.8 A，由欧姆定律得L2正常发光时的电阻：RL2＝ eq \f(UL2,IL2) ＝ eq \f(6 V,0.8 A) ＝7.5 Ω。 (2)若只闭合S1，灯L2与滑动变阻器串联，因灯L2正常发光，灯L2两端的电压为UL2＝6 V，电流为IL2＝0.8 A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路中的电阻：R滑中＝ eq \f(U－UL2,IL2) ＝ eq \f(10 V－6 V,0.8 A) ＝5 Ω，滑动变阻器的最大阻值：R滑大＝2R滑中＝2×5 Ω＝10 Ω；此时滑动变阻器的电功率：P滑＝IL22R滑中＝(0.8 A)2×5 Ω＝3.2 W。　 (3)当断开S1、S2，闭合S3时，两灯串联后再与滑动变阻器串联，由图乙可知，灯L1的额定电流为1.2 A，灯L2的额定电流为0.8 A，由题意可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，为了电路的安全，电路中的最大电流：I＝IL2＝0.8 A；由图乙可知，当电流为0.8 A时，L1两端的电压：UL1＝2 V，L2两端的电压：UL2＝6 V，由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，其两端的电压：U滑＝IR滑大＝0.8 A×10 Ω＝8 V，由串联电路的电压特点可知，电源电压最大值：U最大＝UL1＋UL2＋U滑＝2 V＋6 V＋8 V＝16 V。 类型二　取值变化范围类 4．如图所示，电源电压为4.5 V且保持不变，电阻R的阻值为5 Ω，滑动变阻器R0的最大阻值为40 Ω。滑动变阻器的滑片由a端滑到b端的过程中： (1)电路中电流的变化范围是____________A。 (2)电阻R两端的电压变化范围是____________V， 滑动变阻器R0两端的电压变化范围是____________V。 电阻R的电功率变化范围是_____________W， 滑动变阻器R0的电功率变化范围是_____________W。 (4)电路的总电功率变化范围是____________W。 5．(T4变式题)将量程为0～0.6 A的电流表和量程为0～3 V的电压表接入电路，如图所示，其他条件不变，要使电流表和电压表都安全，滑动变阻器R0允许调节的阻值范围是____________Ω，电流表的示数变化范围是____________A，电压表的示数变化范围是____________V，电阻R的电功率范围是____________W。 6．(信阳期末)如图所示，电源电压为12 V保持不变，小灯泡L的规格为“6 V　3 W”，滑动变阻器的最大阻值为12 Ω，电流表的量程为0～3 A。当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为________Ω；当开关S1、S2都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是____________W。 7．在如图所示的电路中，电源电压U＝6 V，小灯泡L标有“4 V　1.6 W”的字样(电源电压和小灯泡的阻值均保持不变)，R1为定值电阻，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”的字样，电流表A的量程为“0～0.6 A”。求： (1)小灯泡L的电阻RL。 (2)当开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为4 V，R1工作5 min消耗的电能。 (3)当开关S1断开、S2闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。 解：(1)由题可知，小灯泡L上标有“4 V　1.6 W”的字样，小灯泡电阻：RL＝ eq \f(UL额2,PL额) ＝ eq \f(（4 V）2,1.6 W) ＝10 Ω。 (2)闭合S1、断开S2时，L与R1串联，电压表测量的是小灯泡两端的电压：UL＝4 V，根据串联电路的电压特点，电阻R1两端的电压：UR1＝U－UL＝6 V－4 V＝2 V，根据串联电路的电流特点，流过R1的电流：IR1＝IL＝ eq \f(UL,RL) ＝ eq \f(4 V,10 Ω) ＝0.4 A，R1工作5 min消耗的电能：W＝UR1IR1t＝2 V×0.4 A×5×60 s＝240 J。 (3)闭合S2、断开S1，滑动变阻器R与小灯泡L串联，小灯泡的额定电流：IL额＝ eq \f(PL额,UL额) ＝ eq \f(1.6 W,4 V) ＝0.4 A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A，电流表允许通过的最大电流为0.6 A，则小灯泡允许通过的最大电流为0.4 A，此时电路允许通过的最大电流：I最大＝0.4 A，小灯泡的最大功率：P最大＝PL额＝1.6 W，当滑动变阻器阻值最大时，串联电路的总电阻：R总＝R＋RL＝20 Ω＋10 Ω＝30 Ω，此时通过小灯泡的最小电流：I最小＝ eq \f(U,R总) ＝ eq \f(6 V,30 Ω) ＝0.2 A，小灯泡的最小功率：P最小＝I最小2RL＝(0.2 A)2×10 Ω＝0.4 W，小灯泡电功率的变化范围是0.4～1.6 W。 ☞请翻至P86完成“周周清1” $$