内容正文:
物 理
九年级下册 RJ
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第一部分 教材同步分层练
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第十八章
电功率
大招专题1 与电功率有关的动态电路计算
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难关
母题学大招1 简单计算
1.【陕西中考,中】如图甲所示电路,电
源电压不变,是额定电压为 的小灯
泡,为滑动变阻器。闭合开关,滑片
在某两点间移动的过程中,电流表A与电
压表 的示数变化关系如图乙所示。当电
流表示数为 时,两电压表的示数相等,
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则电源电压为___ 。小灯泡正常工作时的电流为______A,此时滑动变阻器接入电
路的阻值为___ ,电路的总功率为______ 。
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【解析】由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测 两端的电压,
电压表测滑动变阻器 两端的电压,电流表测电路中的电流。当电流表示数为
时,由图乙可知,电压表的示数为 ,由题意可知此时两电压表的
示数相等,即 ,根据串联电路的电压特点可知,电源电压
;当电压表的示数为 时,小灯泡正常发光,
由图乙可知此时电路中的电流为,所以小灯泡正常工作时的电流为 ;根
据串联电路的电压特点可知,当电压表示数为时,电压表 的示数为
,所以此时滑动变阻器接入电路的阻值为
,电路的总功率 。
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关键点拨
本题主要考查电功率与图像结合的问题,能分析出不同情况下图像中对应的电压值
和电流值是解答本题的关键。
大招解读 简单计算
1.串联电路: 将滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路
的阻值变大 电路中的电流变小,电流表示数减小 电压表示数减小(忽略灯丝
电阻变化),由或 知,小灯泡的功率减小,亮度变暗。
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2.并联电路: 将滑动变阻器的滑片向右滑动时,变阻器连入电路的电
阻变大,因并联电路中各支路互不影响,所以滑动变阻器所在支路电流减小,小灯
泡所在支路电流不变,电流表示数减小,电压表测量电源电压,示数不变,由
或 知,小灯泡的功率不变,亮度不变(忽略灯丝电阻变化)。
小贴士:在求解电功率时需选择合适的公式。
串联优先选;并联优先选 ;求总功率优先选
。
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子题练变式
2.【2025云南曲靖调研,中】如图甲所示的电路中,电源电压恒为, ,定
值电阻、灯泡的图像如图乙所示。只闭合开关时,电压表的示数为 ,求:
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(1)定值电阻 的阻值。
【解】 由图乙可知,当定值电阻两端的电压为时,通过的电流为 ,
由可得,定值电阻 。
(2)只闭合开关 时,灯泡的功率。
【答案】只闭合开关时,灯泡与电阻串联,电压表测灯泡 两端的电压,所以
,由图乙可知,通过的电流为 ,则灯泡的功率
。
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(3)开关、、都闭合与只闭合、相比,电路工作 消耗的电能之差。
【答案】开关、、都闭合时与并联,此时电路消耗的电能 ,
只闭合、时电路为灯泡的简单电路,此时电路消耗的电能为 ,因并联
电路中各支路独立工作,互不影响,所以电路工作消耗的电能之差即为 消耗
的电能, 。
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母题学大招2 比值类计算
3.【2024黑龙江齐齐哈尔中考,中】如图甲所示的电路,电源电压为 且保持不
变,为阻值未知的定值电阻,图乙是小灯泡和定值电阻 的电流随它们两端电
压变化的图像。当同时闭合开关、和时,小灯泡的实际功率为 ,定值电阻
的功率为,则_____;当闭合开关、断开开关和 时,小灯泡的实际
功率为,此时灯丝电阻为,则 _____。
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【解析】当同时闭合开关、和时,小灯泡与定值电阻并联, 被短路,电
源电压,由并联电路的电压规律和图像可知,通过小灯泡的电流 ,
通过的电流,则灯泡与定值电阻的实际电功率之比 ;
当闭合开关、断开开关和时,小灯泡与定值电阻 串联,由图乙可知当
,通过小灯泡的电流为时,灯泡的实际功率 ,则此时
两端的电压,所以灯泡与定值电阻 的阻值之
比 。
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大招解读 比值类计算
1.串联电路:
除外,其他物理量与 成正比。
2.并联电路:
除外,其他物理量与 成反比。
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子题练变式
4.【河北中考,偏难】如图所示,电源电压为, 为定值电
阻,为滑动变阻器,电流表测量范围为“ ”,电压表测
量范围为“”。闭合开关 ,移动滑片,当滑片移至滑动变
阻器中点时,电流表的示数为,电压表的示数为 。
(1)求 的阻值。
【解】由图可知,与串联,电压表测 两端电压,电流表测电路中的电流,根据
欧姆定律可知, 。
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(2)求滑动变阻器的最大阻值。
【答案】当滑动变阻器的滑片在中点时,变阻器两端的电压
,此时滑动变阻器连入电路的电阻
,则滑动变阻器的最大阻值为 。
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(3)在保证电路安全的情况下,电路的最大功率为;将电压表改接在 两端,电
路的最小功率为,求 。
【答案】当电路中电流最大为 时,电路的电功率最大,此时电压表示数为
,故最大电功率为
,当电压表改接在 两端,且电压表示数为
时,两端的电压最小,两端电压最小为 ,
此时电路中的最小电流为 ,滑动变阻器接入电路的电阻为
,则电路的最小电功率为
,由①②可得 。
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关键点拨
(1)由图知,两电阻串联,电压表测 两端电压,电流表测电路中的电流,由欧
姆定律计算 的阻值。(2)由欧姆定律计算滑片在中点时滑动变阻器接入电路的
电阻,从而计算出滑动变阻器的最大阻值。(3)根据 可知,当电源电压一定,
电路中的电流最大时,电路消耗的功率最大,当电路中的电流最小时,电路消耗的
功率最小,分别求出电路中的最大电流和最小电流,利用 可求出电路消耗的
最大功率与最小功率。
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母题学大招3 极值、范围类计算
5.【2025河北秦皇岛期末,中】某同学选用规格为“
”的灯、定值电阻 及规格为“
”的滑动变阻器 等元件设计了如图所示的电
路。当只闭合开关、,且滑动变阻器的滑片移至 端
时,灯 正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变
化。求:
(1)电源电压。
【解】当只闭合开关、,且滑动变阻器的滑片移到端时,电路为灯 的简单电
路,灯正常发光,所以,,此时电源电压 。
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(2)当三个开关都闭合,滑动变阻器的滑片移至 端时,电路消耗的功率。
【答案】当三个开关都闭合,且滑动变阻器的滑片移至端时,和 并联,电路消
耗的功率等于和消耗的功率之和,的功率 ,电路消耗
的总功率 。
(3)在保证电路各元件安全的前提下,该电路在工作 内消耗的最小电能。
【答案】灯泡的电阻 , ,故变阻器以最大阻值和灯
串联时,电路中的总电阻最大,电路中的总电阻
,由 可知,总电阻最大时电路消耗的
总电能最小,该电路在工作 内消耗的最小电能
。
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大招解读 极值、范围类计算
串联电路中的总功率,不变,主要看
最大值:电流最大,即滑动变阻器连入电路中的阻值最小;
最小值:电流最小,即滑动变阻器连入电路中的阻值最大。
串联电路中定值电阻的电功率,不变,主要看
最大值:电流最大,即滑动变阻器连入电路中的阻值最小;
最小值:电流最小,即滑动变阻器连入电路中的阻值最大。
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并联电路中滑动变阻器的电功率,不变,主要看
最大值:保证电路安全的情况下,让电流最大;
最小值:电流最小,滑动变阻器连入电路中的电阻最大。
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母题学大招4 变化量类计算
6.【天津中考,偏难】小明利用如图甲所示电
路研究“电流与电压的关系”时,闭合开关 ,
滑动变阻器的滑片从最右端移动到最左端的整
个过程中,定值电阻的 关系图像如图乙所
示。其中、、 均为已知量,电源电压不
变。
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请解答如下问题:
(1)写出电源电压值。
【解】滑动变阻器的滑片滑到最左端时,滑动变阻器连入电
路的电阻为零,此时定值电阻两端的电压最大,等于电源电
压,由题图乙可知,定值电阻两端电压最大为 ,所以电源
电压是 。
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(2)在图乙所示的坐标系中,画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的 关系图
像,并标出端点的坐标。
【答案】当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,电路
中的总电阻最大,电流最小,由题图乙可知,此时电路中的电流为 ,定值电阻两
端的电压为,故滑动变阻器两端的电压为,此端点坐标为 ;
当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,滑动变阻器连入电路的电阻为零,此时电路中
只有定值电阻,定值电阻的阻值为,则此时电路中的电流为 ,
滑动变阻器两端的电压为,故此端点坐标为 ,连接以上两个端点即为滑
片整个移动过程中滑动变阻器的 关系图像。
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(3)滑片移动过程中,当电压表示数由变为时,电流表示数增加了 ,请
你推导出定值电阻的电功率变化量的数学表达式(用、和 表示)。
【答案】设定值电阻的阻值为 ,则定值电阻电功率的变化量
。
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大招解读 变化量类计算
1.定值电阻 的几种求法:
①由欧姆定律公式变形得;②移动滑片,观察电压表 示数变化
量为,电流表示数变化量为,则 ;③串联电路中
2.的功率变化量 的几种求法:
,注意: 。
,电源电压保持不变,可得,则 ,即
定值电阻的阻值 。
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思路分析
(1)滑动变阻器的滑片移动到最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为零,此时定
值电阻单独接入电路,定值电阻两端电压最大,等于电源电压。(2)当滑动变阻器
滑片在最右端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,其两端电压最大,电路电流最
小,结合图乙和串联电路特点可以求出变阻器的 关系图像的左端点坐标。当滑
动变阻器的滑片移动到最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为零,电路电流最大,
变阻器两端电压为零,利用欧姆定律可求出变阻器的 关系图像的右端点坐标。
(3)设定值电阻阻值为,,通过代数运算可以得到 的数学表达式。
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