第十七章 电流做功与电功率 培优精练 电功率的极值及取值范围问题 课件 -2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

该初中物理单元复习课件系统梳理了电流做功、电功率计算及极值取值范围问题，通过典例与训练题结合串联电路分析，运用欧姆定律和电功率公式，建立滑动变阻器变化与电路功率变化的逻辑联系。 其亮点在于采用“典例解析-分层训练”模式，如结合图像分析滑片移动时的电流电压变化，培养科学思维中的模型建构和科学推理能力。分层设计让不同水平学生掌握动态电路分析，教师可精准把握学情，提升复习效率。

第十七章 电流做功与电功率 培优精练 电功率的极值及取值范围问题 1 典例:(2025 泉州南安期末)如图甲所示的电路中,闭合开关S,调节滑动 变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡L恰好正常发光。电 流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示,则( B ) B A. 电源电压为18 V B. 小灯泡L的额定功率为6 W C. 滑动变阻器R的最大阻值为20 D. 电路消耗的总功率的变化范围为8~12 W 【解析】由题图甲可知,闭合开关S,小灯泡L与R0、滑动变阻器R串 联,电压表V1测小灯泡L与R0两端的总电压,电压表V2测R0两端的电 压,电流表测电路中的电流。由电压表V1的示数大于电压表V2的示数可 知,题图乙中左侧图线为电流表示数与电压表V2示数的关系图线,右侧 图线为电流表示数与电压表V1示数的关系图线。当滑片位于最左端时, 滑动变阻器接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流最大,小灯泡L恰 好正常发光,此时电路消耗的总功率最大,电压表V1测电源电压,由题 图乙可知,电路中的最大电流I大=1 A,电压表V2的示数U0=6 V,电压 表V1的示数U=12 V,即电源电压U=12 V。 【解析】由题图甲可知,闭合开关S,小灯泡L与R0、滑动变阻器R串 联,电压表V1测小灯泡L与R0两端的总电压,电压表V2测R0两端的电 压,电流表测电路中的电流。由电压表V1的示数大于电压表V2的示数可 知,题图乙中左侧图线为电流表示数与电压表V2示数的关系图线,右侧 图线为电流表示数与电压表V1示数的关系图线。当滑片位于最左端时, 滑动变阻器接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流最大,小灯泡L恰 好正常发光,此时电路消耗的总功率最大,电压表V1测电源电压,由题 图乙可知,电路中的最大电流I大=1 A,电压表V2的示数U0=6 V,电压 表V1的示数U=12 V,即电源电压U=12 V。 因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时小灯泡L两端的电压 UL=U-U0=12 V-6 V=6 V,则小灯泡L的额定功率PL=ULI大=6 V 1 A=6 W,电路消耗的最大总功率P大=UI大=12 V 1 A=12 W。当滑片 位于最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,此时电路中的电流 最小,电路消耗的总功率最小,由题图乙可知,电路中的最小电流I小= 0.5 A,电压表V1的示数UV1=5 V,此时滑动变阻器两端的电压UR=U- UV1=12 V-5 V=7 V,由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值R= ==14 ,电路消耗的最小总功率P小=UI小=12 V 0.5 A=6 W, 所以电路消耗的总功率的变化范围为6~12 W。综上可知,B正确。 因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时小灯泡L两端的电压 UL=U-U0=12 V-6 V=6 V,则小灯泡L的额定功率PL=ULI大=6 V 1 A=6 W,电路消耗的最大总功率P大=UI大=12 V 1 A=12 W。当滑片 位于最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,此时电路中的电流 最小,电路消耗的总功率最小,由题图乙可知,电路中的最小电流I小= 0.5 A,电压表V1的示数UV1=5 V,此时滑动变阻器两端的电压UR=U- UV1=12 V-5 V=7 V,由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值R= ==14 ,电路消耗的最小总功率P小=UI小=12 V 0.5 A=6 W, 所以电路消耗的总功率的变化范围为6~12 W。综上可知,B正确。 针对训练1:(2025 泉州晋江期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不 变,滑动变阻器R2的功率随其接入电路中的阻值变化规律如图乙所示, 则下列说法正确的是( D ) D A. 电源电压为16 V B. 滑片滑动过程中,滑动变阻器R2消耗 的最大功率为4.8 W C. 定值电阻R1的阻值为20 D. 该电路消耗的最大总功率为14.4 W 【解析】由题图甲可知,闭合开关,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联, 电流表测量电路中的电流。当滑动变阻器R2接入电路中的阻值为20 时,滑动变阻器R2的功率为3.2 W,根据P=I2R可得,3.2 W= 20 ,解得I1=0.4 A。由欧姆定律和串联电路的电压特点可知,电源电压U =I1R1+I1R2=0.4 A R1+0.4 A 20 ①;当滑动变阻器R2接入电路中 的阻值为80 时,滑动变阻器R2的功率为3.2 W,根据P=I2R可得,3.2 W= 80 ,解得I2=0.2 A。由欧姆定律和串联电路的电压特点可 知,电源电压U=I2R1+I2R2'=0.2 A R1+0.2 A 80 ②。联立①②解 得U=24 V,R1=40 ,A、C错误。 【解析】由题图甲可知,闭合开关,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联, 电流表测量电路中的电流。当滑动变阻器R2接入电路中的阻值为20 时,滑动变阻器R2的功率为3.2 W,根据P=I2R可得,3.2 W= 20 ,解得I1=0.4 A。由欧姆定律和串联电路的电压特点可知,电源电压U =I1R1+I1R2=0.4 A R1+0.4 A 20 ①;当滑动变阻器R2接入电路中 的阻值为80 时,滑动变阻器R2的功率为3.2 W,根据P=I2R可得,3.2 W= 80 ,解得I2=0.2 A。由欧姆定律和串联电路的电压特点可 知,电源电压U=I2R1+I2R2'=0.2 A R1+0.2 A 80 ②。联立①②解 得U=24 V,R1=40 ,A、C错误。 滑动变阻器R2的功率P2=U2I=(U-IR1)I=-40 I2+24 V I=-40 (I-0.3 A)2+3.6 W。电流为0.3 A时,滑动变阻器R2的功率最大, 且此电流在0.2~0.4 A的范围内,滑动变阻器R2可以调到此电流,最大 功率为3.6 W,B错误。当滑动变阻器R2接入电路的电阻最小且为0时, 电路中的电流最大,电路消耗的总功率最大,P大===14.4 W,D正确。 滑动变阻器R2的功率P2=U2I=(U-IR1)I=-40 I2+24 V I=-40 (I-0.3 A)2+3.6 W。电流为0.3 A时,滑动变阻器R2的功率最大, 且此电流在0.2~0.4 A的范围内,滑动变阻器R2可以调到此电流,最大 功率为3.6 W,B错误。当滑动变阻器R2接入电路的电阻最小且为0时, 电路中的电流最大,电路消耗的总功率最大,P大===14.4 W,D正确。 针对训练2:(2025 福州十九中期末)如图所示的电路中,电源电压保持不 变,灯泡的规格为“6 V 1.8 W”,滑动变阻器R2的规格为“50 1.5 A”,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V。闭合开关S1、 S2,滑动变阻器的滑片P移至a端,电流表的示数为0.5 A,灯泡L正常发 光。为了保证电路安全,只闭合开关S1,移动滑动变阻器滑片的过程 中,下列物理量变化范围正确的是( D ) A. 滑动变阻器R2阻值的变化范围为0~20 B. 电流表的示数变化范围为0.15~0.2 A C. 滑动变阻器R2的功率变化范围为0.3~1.2 W D. 电路消耗的总功率变化范围为0.6~1.2 W 答案:D 【解析】闭合开关S1、S2,滑片P移至a端,定值电阻R1和灯泡L并联,滑 动变阻器R2被短路,电流表测干路电流。由于灯泡L正常发光,则电源电 压U=U额=6 V。根据P=UI可知,灯泡L正常工作时的电流IL== =0.3 A。根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知,通过 定值电阻R1的电流I1=I-IL=0.5 A-0.3 A=0.2 A。根据I=可得,定 值电阻R1的阻值R1===30 。 【解析】闭合开关S1、S2,滑片P移至a端,定值电阻R1和灯泡L并联,滑 动变阻器R2被短路,电流表测干路电流。由于灯泡L正常发光,则电源电 压U=U额=6 V。根据P=UI可知,灯泡L正常工作时的电流IL== =0.3 A。根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知,通过 定值电阻R1的电流I1=I-IL=0.5 A-0.3 A=0.2 A。根据I=可得,定 值电阻R1的阻值R1===30 。 因为电压表的量程为0~3 V,则当电压表的示数为3 V时,滑动变阻器接 入电路的阻值最大,电路中的电流最小,根据串联电路的总电压等于各 分电阻两端的电压之和可得,定值电阻R1两端的电压U1=U-U2=6 V- 3 V=3 V,此时电路中的电流最小,I最小=I1'===0.1 A,电路消 耗的电功率最小,P最小=UI最小=6 V 0.1 A=0.6 W,滑动变阻器R2的 最大阻值R2大===30 。 因为电压表的量程为0~3 V,则当电压表的示数为3 V时,滑动变阻器接 入电路的阻值最大,电路中的电流最小,根据串联电路的总电压等于各 分电阻两端的电压之和可得,定值电阻R1两端的电压U1=U-U2=6 V- 3 V=3 V,此时电路中的电流最小,I最小=I1'===0.1 A,电路消 耗的电功率最小,P最小=UI最小=6 V 0.1 A=0.6 W,滑动变阻器R2的 最大阻值R2大===30 。 当滑动变阻器R2的阻值最小(为0)时,电路中的电流最大,最大电流I最大 ===0.2 A<0.6 A,没有超过电流表的量程,所以滑动变阻器R2 阻值的变化范围为0~30 ,电流表的示数变化范围为0.1~0.2 A,A、 B错误。电路消耗的最大功率P最大=UI最大=6 V 0.2 A=1.2 W,电路消 耗的总功率变化范围为0.6~1.2 W,D正确。滑动变阻器R2接入电路的 最小阻值为0,此时滑动变阻器R2的功率为0; 当滑动变阻器R2的阻值最小(为0)时,电路中的电流最大,最大电流I最大 ===0.2 A<0.6 A,没有超过电流表的量程,所以滑动变阻器R2 阻值的变化范围为0~30 ,电流表的示数变化范围为0.1~0.2 A,A、 B错误。电路消耗的最大功率P最大=UI最大=6 V 0.2 A=1.2 W,电路消 耗的总功率变化范围为0.6~1.2 W,D正确。滑动变阻器R2接入电路的 最小阻值为0,此时滑动变阻器R2的功率为0; 滑动变阻器R2接入电路中的最大阻值和定值电阻R1的阻值相同,此时滑 动变阻器R2的功率最大,即当滑动变阻器的阻值最大为30 时,滑动变 阻器R2的功率最大,P2大=(I最小)2R2=(0.1 A)2 30 =0.3 W,所以滑动 变阻器R2的功率变化范围为0~0.3 W,C错误。 滑动变阻器R2接入电路中的最大阻值和定值电阻R1的阻值相同,此时滑 动变阻器R2的功率最大,即当滑动变阻器的阻值最大为30 时,滑动变 阻器R2的功率最大,P2大=(I最小)2R2=(0.1 A)2 30 =0.3 W,所以滑动 变阻器R2的功率变化范围为0~0.3 W,C错误。 针对训练3:如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R0的阻值为8 ,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V。只闭合开关S1和 只闭合开关S1、S2,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻 器R1的滑片,分别绘制了电流表示数与电压表示数的变化关系图像,如 图乙所示,则滑动变阻器R1的最大阻值为 12 ;闭合开关S1、S2时, 电路消耗总功率的最小值为 2.25 W。 12 2.25 【解析】只闭合开关S1时,定值电阻R0和滑动变阻器R1串联,电压表 测量R1右侧电阻两端的电压,滑片移动时电路中的电阻不变,根据欧 姆定律可知通过电路的电流不变,由题图乙可知,此时通过电路的电 流为0.3 A。只闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与定值电阻R0串联, 电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,由题图乙可知,当滑动变阻器 两端的电压为1.2 V时,电路中的电流为0.6 A,则电源电压U=1.2 V+IR0=1.2 V+0.6 A 8 =6 V。 【解析】只闭合开关S1时,定值电阻R0和滑动变阻器R1串联,电压表 测量R1右侧电阻两端的电压,滑片移动时电路中的电阻不变,根据欧 姆定律可知通过电路的电流不变,由题图乙可知,此时通过电路的电 流为0.3 A。只闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与定值电阻R0串联, 电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,由题图乙可知,当滑动变阻器 两端的电压为1.2 V时,电路中的电流为0.6 A,则电源电压U=1.2 V+IR0=1.2 V+0.6 A 8 =6 V。 只闭合开关S1时,通过电路的电流为0.3 A,定值电阻R0两端的电压 U0=I'R0=0.3 A 8 =2.4 V,此时滑动变阻器R1两端的电压U滑= U-U0=6 V-2.4 V=3.6 V,滑动变阻器R1的最大阻值R滑大== =12 。由题图乙可知,当电压表的示数为3 V时,电路中的电 流I1===0.375 A,即只闭合开关S1、S2时,电路中的 最小电流I1=0.375 A,电路消耗的最小总功率P=UI1=6 V 0.375 A=2.25 W。 只闭合开关S1时,通过电路的电流为0.3 A,定值电阻R0两端的电压 U0=I'R0=0.3 A 8 =2.4 V,此时滑动变阻器R1两端的电压U滑= U-U0=6 V-2.4 V=3.6 V,滑动变阻器R1的最大阻值R滑大== =12 。由题图乙可知,当电压表的示数为3 V时,电路中的电 流I1===0.375 A,即只闭合开关S1、S2时,电路中的 最小电流I1=0.375 A,电路消耗的最小总功率P=UI1=6 V 0.375 A=2.25 W。 $$