34.微专题(十五) 电路安全、极值计算-【决胜中考】2025年中考物理全程复习配套课件（安徽专版）

物理 返回目录 微专题(十五)　电路安全、极值计算 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 1.(2024·内江)图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块(相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P)，用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6 V，电压表的量程为0~3 V，电流表的量程为0~0.6 A，滑动变阻器R1标有“20 Ω　1.5 A”的字样，定值 电阻R2=10 Ω。闭合开关S，求： (1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2 Ω时，电压表的示数。 (2)在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 解：(1)由题图可知R1和R2串联，则总电阻R=R1+R2=2 Ω+10 Ω=12 Ω，由欧姆定律得电路中的电流I==0.5 A，则R1两端的电压即电压表的示数U1=IR1=0.5 A×2 Ω=1 V。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 (2)由P=UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路消耗的总功率越小，则滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小为 I小==0.2 A，此时电压表的示数U'1=I小R最大=0.2 A×20 Ω=4 V，超过了电压表的量程，电路不安全，因此电压表的最大示数为3 V，R2两端的电压U2=U-U″1=6 V-3 V=3 V，则电路中的电流最小值I最小=I2==0.3 A，由P=UI得电路中的最小电功率P最小=UI最小=6 V×0.3 A=1.8 W。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 2.(2024·绥化)如图，电路中电源电压可调，定值电阻R0=20 Ω，L1和L2为额定功率不同、额定电流均为0.4 A的小灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响)，滑动变阻器R的铭牌上标有“40 Ω　1 A”字样，电流表量程0~0.6 A。 (1)只闭合开关S0，电源电压U=15 V时，电流表的示数为0.3 A，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 (2)保持(1)中开关状态和电源电压不变，在电路安全的情况下，调节滑动变阻器，求定值电阻R0的功率变化范围。 (3)调节电源电压为U1，只闭合开关S1，调节滑动变阻器，灯L1的功率为1.6 W时正常发光，最小功率为0.4 W；再调节电源电压为U2，只闭合开关S2，调节滑动变阻器，灯L2的最大功率为1.6 W，最小功率为0.4 W(调节滑动变阻器时电路安全)。求：U1、U2。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 解：(1)只闭合S0时，变阻器R与R0串联，总电阻 R总==50 Ω，则此时滑动变阻器接入电路的阻值R=R总-R0=50 Ω-20 Ω=30 Ω。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 (2)只闭合S0时，仍为R与R0串联，当变阻器阻值调到最大时，电路中电流最小为I小==0.25 A，则定值电阻R0的最小功率P0小=R0=(0.25 A)2×20 Ω=1.25 W，电流表量程0~0.6 A，分析可知该电路最大电流I大=0.6 A，则定值电阻R0的最大功率为P0大=R0=(0.6 A)2×20 Ω=7.2 W，所以R0的功率变化范围1.25~7.2 W。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 (3)只闭合S1时，R与L1串联，L1额定功率为1.6 W，额定电流为0.4 A，则L1电阻R1==10 Ω，当滑动变阻器的阻值接入最大值时，电路中的电流最小，灯L1的最小电功率为0.4 W，根据P=I2R，则最小电流I1小==0.2 A，则此时电源电压U1=I1小·=0.2 A×(10 Ω+40 Ω)=10 V。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 只闭合S2时，R与L2串联，因L1和L2为额定功率不同、额定电流均为0.4 A的小灯泡，因此两个灯泡的电阻不同，当L2功率为1.6 W时，L2不能正常工作，则此时通过的电流应小于0.4 A，要使L2的功率最大，则变阻器阻值为0，根据P=，电源电压U2=…①，L2功率为0.4 W时，滑动变阻器接入阻值最大为40 Ω，电源电压U2=I2小(R2+R大)=(R2+R大)=(R2+40 Ω)…②，由①②式，解得U2=8 V。 微专题(十五)　电路安全、极值计算 返回目录 谢谢观看 返回目录 $