专题4 电功率有关的极值、范围计算-【学海风暴】2025-2026学年新教材九年级下册物理同步备课（人教版2024）

》 专题四 电功率有关的极值、范围计算 <《 考向①极值类 2.如右图所示，电源电压保持 1.如右图所示，电源电压恒 不变，灯泡上标有“12V L◇X 为36V,小灯泡标有“12V 6W”字样，定值电阻R1的 6W”字样，定值电阻R, 阻值为20，滑动变阻器R2上标有“102 的阻值为242。当开关S 1A”字样，电压表的测量范围为0~3V。断 闭合，S1、S2都断开且滑片移到滑动变阻器 开S2,闭合S和S,,滑片P移到B端时，灯 的中点时，小灯泡正常发光。 泡恰好正常发光。 (1)求此时小灯泡的电阻。 (1)电源电压是多少？ (2)滑动变阻器的最大阻值是多少？ (2)将滑片P移到B端，三个开关都闭合， (3)当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器， 1min内电路消耗的电能是多少？ 使整个电路消耗的功率最小，这个最小功率 (3)断开S1,闭合S和S2,在保证电路安全的 是多少？ 前提下，调节滑片P,电路消耗的最小电功 率是多少？ 下册第十八章 3△ 考向②范围类 4.下图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动 3.如下图所示，电源电压保持不变，滑动变阻 变阻器R上标有“20Ω1A”的字样，电压表 器R标有“301A”字样，定值电阻R。的 的测量范围为0~3V,灯泡L1和L2上分别 阻值为102，灯泡L标有“6V3.6W”字样 标有“2V0.8W”和“2.5V1.25W”的字 (设电阻保持不变)，电流表的测量范围为 样，忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关 0~3A,电压表的测量范围为0~15V。当S S、S1,调节滑动变阻器R的滑片P,当电压表 闭合，S1、S2断开，滑片P移到R的中点时， 的示数为2V时，灯泡L2恰好正常发光。 灯泡恰好正常发光。 (1)求灯泡正常发光时的 电阻。 (2)求电源电压。 (3)当S、S1、S2都闭合 时，在保证电路安全的前提下，求电路消耗 的总功率的范围。 (1)求电源电压。 (2)当开关S、S1闭合时，在确保电路安全的情 况下，求滑动变阻器R接入电路的阻值范围。 (3)只闭合开关S时，计算电路在1min内最 多消耗的电能。 424 九年级物理RJ版泡与电阻R并联，电流表测干路电流，当电压为2V 专题四电功率有关的极值、范围计算 时，由图甲可知，通过小灯泡的电流I1=0.5A,通过 电阻R的电流IR=0.2A,则电流表的示数I=IL十 _U_12 1.解：(1)小灯泡的电阻RL=P=6W =240 IR=0.5A+0.2A=0.7A,B错误。电路消耗的总功 (2)开关S闭合，S、S,都断开且滑片移到中点时，小 率P=U1=2V×0.7A=1.4W,C错误。在1mim内 灯泡与变阻器串联，小灯泡正常发光，则电路中的电 电阻R产生的热量QR=IRt=UgIgt=2VX0.2A X60s=24J,D正确。 流1-是--0.5A 7.BC【解析】水吸收的热量Q假=c水m*△1=4.2X 变阻器两端的电压Ux=U-U1=36V-12V=24V 103J/(kg·℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×103J, 0变_24V D错误。因为加热电阻放出的热量全部被水吸收，且 变阻器连人电路中的电阻Rx=子=0.5A=480 额定电压下电热水袋的功率和额定功率相等，所以电 变阻器的最大阻值R,=2R麦=2×482=962 热水袋的额定功率P=”=Q题=2.1X10」_ (3)当S、S、S都闭合时，小灯泡短路，定值电阻与变 210s 阻器并联。当变阻器连入电路中的电阻最大时，电路 1000W,C正确。由P=UI可得，电热水袋加热时通 消耗的功率最小，其最小功率 P1000W 过的电流1=元=220V≈4.5A,A错误。由P- P-R+-发+发-0+2 =67.5W 962 U 尺可得，电热水袋的加热电阻的阻值R一 = 2.解：(1)断开S,闭合S和S,滑片移到B端时，只有 灯泡接入电路中，此时灯泡正常发光，则电源电压U (220V)2 1000W=48.40,B正确。 =Ux=12V 8.解：(1)闭合S、断开S,只有R1接人电路中，则R, (2)将滑片移到B端，三个开关都闭合时，灯泡与R 的阻值 P题=6W 并联，通过灯泡的电流1L一-2V-0.5A R,-7-0.9A=100 U 12V R:工作100s产生的热量 通过R的电流1-元-200-0.6A Q1=IR11=(0.9A)2×102×100s=810J 电路中的总电流I=I十I1=0.5A十0.6A=1.1A (2)闭合S、S时，R1与R,并联，则R:两端的电压 1mim内电路消耗的电能W=U1=12V×1.1A× U,=U=9V 60s=792J 通过R,的电流 (3)断开S,闭合S和S2时，R,和R,串联，电压表测 1-瓷- R:两端的电压。当电压表的示数最大为3V时，电路 =0.5A 消耗的电功率最小，此时R,两端的电压U,=U一U、 ®核心素养提升 =12V-3V=9V 242364【解析】由图乙可知，只闭合开关S,电路 U9V 为R,的简单电路：只闭合开关S,电路为R:的简单 电路中的电流I'-=1,=尺-200-0.45A 电路；两个开关同时闭合，两个电阻并联在电路中。 电路消耗的最小功率P小=U'-12VX0.45A=5.4W R1=2002,R2=550Q,并联电路总电阻小于任何一 3.解：(1)灯泡正常发光时的电阻 U 个分电阻。根据P=一尺可知，两个开关同时闭 _0_(6V) RL一PR 3.6w=100 合时为高温挡，只闭合开关S时为中温挡，只闭合开 (2)当S闭合，S、S2断开，滑片P滑到中点时，灯泡与 U 关S时为低温挡。则中温挡功率为卫，一R 变阻器串联，变阻器连入电路中的电阻R。=R= (220V) 2000=242w,低温挡功率为P2=-2207 1 550 ×300=15n =88W,高温挡功率为P=P,十P,=242W+88W 电路中的总电阻Re=R1十R精=10n十152=252 -330W。满杯水的质量m*=P*V*-1.0X10kg/m P-3.6W ×330×10-m3=0.33kg,满杯水从20℃加热到 灯泡正常发光，则电路中的电流I==6V 98℃吸收的热量Q袋=c本m本△1=4.2X 0.6A 103J/(kg·℃)×0.33kg×(98℃-20℃)= 所以电源电压U=IR。=0.6A×25=15V 1.08108×10J,该电热水杯的加热效率为90%，则 (3)当S、S、S都闭合时，灯泡被短路，R。与变阻器并 消耗的电能w-2=108108X10J-1.2012X 联，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,此时通过 90% R。的电流 10J,需要的时间1一P露 W1.2012×103J =364s。 U 15V 330W 1。=R。-10 =1.5A 下册参考答案 则电路中的最大电流I大=Iw大十I。=1A十1.5A= 2.解：(1)由图乙可知，开关接高温触点时，电阻R,单独 2.5A 工作。 所以电路消耗的最大电功率P大=U1大=15V×2.5A U U(220V)2 =37.5W 根据P-反可知，R,的阻值R,=P一0OW=440 当变阻器连入电路中的电阻最大时，通过滑动变阻器 (2)S接低温触点时，R,与R,串联在电路中，则 U15y=0.5A 的电流最小，其大小为1本R每大30 总电阻Re=R,+R,=176Q+442=2202 则电路中的最小电流I水=渐小十I。=0.5A十1.5A 所以低温挡的功率P:一R。一2200 U2(220V)2 =220W =2A (3)水吸收的热量Q鬟=c家m本△1=4.2×103J/ 所以电路消耗的最小电功率P=UI小=15V×2A (kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×103J =30W (4)不计热量损失，电火锅在中温挡14min消耗的电 由此可知，电路消耗的总功率范围为30~37.5W。 能W=Q最=3.36×103J 4.解：(1)闭合开关S、S时，灯泡L1被短路，灯泡I2与滑 动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压。 所以电火锅中温挡的实际功率P,-”-336X10」 14×60s 灯泡L2正常发光，电源电压U=U:十U播=2.5V+ =400W 2V=4.5V 3.解：(1)孵化器在保温挡工作时，只有R2连入电路中， P:_1.25w (2)灯泡L的额定电流1，-元-2.5V=0.5A 通过R:的电流上-芒-器-01A _u_2.5V_ 灯泡L的阻值R:-元-6.5A-50 (2)孵化器在加热挡工作时，R,与R:并联在电路中， -P-6W 当开关S、S都闭合时，电压表的最大示数为3V,此 电路中的电流1=U=220V=0.3A 时灯泡L两端的电压U2'=4.5V-3V=1.5V 则通过R的电流I1=I-I2=0.3A-0.1A=0.2A 0,1.5V 通过灯泡L,的电流1，'=R=50 =0.3A U220V R,的阻值R,-7-6.2A-11000 滑动变阻器接入电路中的最大阻值 (3)孵化器在加热挡正常工作5min消耗的电能 R-尝-学-=0n W=P典1=66W×5×60s=1.98×10J 当灯泡L,正常发光时，滑动变阻器接人电路的阻值 -Q=×10%-,782X10 加热效率？一W ×100% 1.98×10'J 0。2V =90% 最小，最小阻值R小=，=0.5A=40 4解：(1)水吸收的热量 滑动变阻器R接入电路的阻值范围为4~10Ω。 Q最=c本m本△1=4.2×103J/(kg·℃)X2kg× P_0.8W 3)灯泡L的额定电流1，=云2V=0.4A (100℃-30℃)=5.88×103J 消耗的电能W=P◆1=500W×20×60s=6×103J 只闭合开关S时，灯泡L、L。和滑动变阻器串联，串 联电路的最大电流为0.4A,电路在1min内最多消耗 电热水壶的效率刀一W -=×100%=5.8×10-1× 6×103J 的电能W=U11t=4.5V×0.4A×60s=108J 100%=98% 专题五电功率有关的铭牌、挡位计算 (2)由题知，R1、R:为阻值相同的电热丝，设R,=R 1.解：(1)电热水壶正常工作时的电阻 =R,甲连接方式为开路，其功率Pm=O:乙连接方式 0-22002 UU R= P.1100W =440 为串联，其总电阻R2=2R,则功率P乙=R2=R 电热水壶正常工作时的电流I= =220y 丙连接方式中只有R,工作，其电阻R两=R,则功率 R =5A 442 (2)电热水壶中水的质量 R网一R:丁连接方式为并联，其总电阻R,一 mk=P*Vk=1.0X103kg/m3×3X10-3m3=3kg U 2U2 水吸收的热量 R,则功率P一尺一尺，由以上分折可知.丙连 Q最=ckm东△1=4.2×103J/(kg·℃)X3kgX 接方式为中温挡，丁连接方式为高温挡，且P,= (100℃-20℃)=1.008X105J 2Pg,所以电热水壶高温挡的额定功率 (3)电热水壶正常工作烧开一壶水所需要的最短时间 P海=2P=2X500W=1000W 4-R-0-19x0 (3)电热水壶的实际功率 1100W ≈916s≈15min>5min 所以售货员宣传的说法是不可信的。（计算说明合理 Px=Y-_0.09kw·h 0.9kW=900W<1000W 0.1h 即可) 所以此时电热水壶不是正常工作。 九年级物理RJ版