第18章 电功率 动态电路中电功率的范围问题专项练-2025-2026学年初中物理人教版(2024)九年级全一册
2026-01-22
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内容正文:
第18章 电功率
一、单选题
1.如图所示,电源电压恒为4.5V,定值电阻,,电压表、所选量程均为0~3V,电流表所选量程为0~0.6A,电流表所选量程为0~3A,滑动变阻器的规格为“15 2A”,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.闭合开关,断开开关、、,电压表的示数为0.9V
B.闭合开关、、,断开开关,则接入电路的阻值范围是2.25~15
C.闭合开关、,断开开关、,则电压表的示数变化范围是1.5~3V
D.闭合开关、,断开开关、,则电路总功率的变化范围是0.81~1.35W
2.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R的滑片由最右端向最左端移动的过程中,两个电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.a是灯泡的图线 B.灯泡电阻的最小值为5Ω
C.R的最大阻值为20Ω D.电路的最大功率为1.8W
3.如图所示电路中,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻,滑动变阻器上标有“50Ω”的字样,电源电压恒为6V。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P滑动过程中,保证各元器件安全的情况下,下列叙述不正确的是( )
A.滑动变阻器滑片P允许滑动到最左端
B.电路电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是20Ω
C.电压表的示数最小可达1V
D.电路的最大功率是1.8W
4.图甲是一电子拉力计的原理图。静止在水平地面上的物体M质量为100kg,M通过硬质弹簧与拉环相连,弹簧上端和金属滑片P固定在一起。定值电阻,是一根长为6cm的均匀电阻丝(其阻值与长度成正比),最大阻值为,电源电压为6V。当不拉拉环时,滑片P刚好处于端,弹簧为原长。已知弹簧的伸长量与其受到的竖直向上的拉力之间的关系如图乙所示,弹簧电阻不计,P与始终接触良好且不计摩擦,则下列叙述正确的是( )
A.闭合开关S,不拉拉环时,电流表示数为0.75A
B.闭合开关S,拉环拉力为300N时,电压表示数为2V
C.闭合开关S,电流表示数为0.5A时,拉环拉力为300N
D.若电流表量程为,则闭合开关S,在保证电路安全的情况下,拉动拉环时的最小功率为0.72W
5.如图所示,电源电压恒为4V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(灯丝电阻不变)。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A.电压表的变化范围是1.5V~3V
B.电路消耗总功率的变化范围是0.6W~0.75W
C.小灯泡的实际电功率的变化范围是0.25W~1.25W
D.滑动变阻器连入电路的阻值的变化范围是10Ω~20Ω
6.图甲所示的电路图中,电源电压为5V且保持不变,滑动变阻器标有“20Ω 2A”,电流表的测量范围是0~0.6A,电压表的测量范围是0~3V,小灯泡L的图像如图乙所示,其额定电压为2.5V。开关S闭合后,在移动滑动变阻器滑片的过程中,保障电路安全工作的条件下,下列判断正确的是( )
A.小灯泡的电阻随其两端的电压增大而减小
B.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器接入电路中的电阻约为11.7Ω
C.滑动变阻器两端的最大电压为3.5V
D.小灯泡的最小功率为0.2W
二、填空题
7.如图所示的电路中,电源电压为,定值电阻为,滑动变阻器标有“ ”字样,电压表选用的测量范围是,在该电路正常工作的情况下,电路中电流的最大值为 A,最小值为 A,电路总功率的变化范围是 W。
8.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为和,只闭合开关,将滑片移到中点,电压表示数为,电阻的功率为,闭合开关、,将滑片移到最左端,电阻的功率为,若。电源电压为 ;滑动变阻器的最大电阻为 ;电路的最大功率为 ;电路的最小功率为 。
9.在如图甲所示的电路中,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端,得到电路中的某两个电压表示数随电流变化的图像,如图乙。则图乙中B是电压表 (选填“V”“V1”或“V2”)的示数随电流变化的图像,在滑动变阻器滑片滑动过程中,的最大功率为 W。
10.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表与两电压表示数的变化关系如图乙所示。则电源电压为 V,小灯泡电功率的变化范围是 W。
11.如图所示,小灯泡规格为“6V 0.5A”,电源电压为6V。滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡亮度 (选填“变亮”“变暗”或“不变”),当滑到最右端时电流表的示数为0.2A。如果灯丝电阻不变,小灯泡实际电功率的范围是 W~ W。
12.如图甲所示电路,电源电压恒为3V,小灯泡L标有“2.5V”的字样,滑动变阻器R标有“10 1A”的字样,L的I-U图线如图乙所示,则小灯泡L的额定功率为 W,灯丝电阻随温度的升高而 (选填“增大”“不变”或“减小”);为确保电路安全,滑动变阻器R的变化范围为 。
13.如图所示,电源电压恒定。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电流表A1的示数为,电路的总功率为;当只闭合开关S2,滑片在最右端时,电流表A2的示数为,再将滑片滑至最左端,某电表的示数变为原来的一半,总功率为;只闭合S1和S3,滑片从最右端滑到距离左端五分之二的位置,R3的功率变化了0.9W。已知。则 。任意闭合开关、移动滑片,电路的最大功率为 W。
三、计算题
14.如图所示电路,已知电源电压为的阻值为的阻值为的阻值。求:
(1)只闭合,电流表的示数;
(2)S1、S2都闭合时电流表的示数;
(3)电路的最大总功率和最小总功率。
15.如图甲所示电路中,电源电压不变,,滑动变阻器的最大电阻为,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合时,电流表的示数为0.25A。求:
(1)电源电压;
(2)当只闭合时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器连入电路的电阻;
(3)当闭合、、时,为保证不损坏电流表,电路消耗的总电功率的变化范围。
16.如图甲所示电路中,电源两端电压保持不变,电流表A的量程为0~0.6A,电压表、的量程均为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡L正常发光,此时电压表的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,电流表的示数与其中一只电压表的示数变化图像如图乙所示。
(1)求电源两端电压;
(2)求小灯泡正常发光时的电阻;
(3)求小灯泡的功率变化范围。
17.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为20Ω,滑动变阻器上标有“60Ω;1A”,小灯泡L的额定电压为18V,且灯泡电阻保持不变,电流表量程为0~3A。闭合开关S,断开开关、,将滑片P移至中点时,电流表的示数为0.3A;保持滑片P的位置不变,闭合所有开关,电流表的示数较之前变化了1.2A。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡L的额定功率;
(3)当开关S、、都闭合时,在电路安全的情况下,电路总功率的最大值和最小值。
18.如图所示,电源电压恒定,R1标有“1A”字样,R2为50Ω,电流表的测量范围为0~3A。当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片移到中点时,电流表的示数为I1;当只闭合开关S2,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为10V,电流表的示数为 A,继续移动滑片到最右端时,电流表的示数为I2,R2的电功率为P1;当闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片移到最左端时,R2的电功率为P2,已知I1:I2=15:7,P1:P2=1:9,若改变电源电压,只闭合开关S1,在电路安全的情况下,最大限度移动滑片,电压表的示数变化范围为10V~15V,则电路的最大总功率为 W。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
B
B
D
A
D
1.D
A.闭合开关,断开开关、、,电阻R1和R2串联,电压表V1测量R1两端的电压。据欧姆定律可知电路中的电流为
电压表的示数为,故A错误;
B.闭合开关、、,断开开关,R2和R3并联,电流表A2测量干路电流。通过R2的电流
电流表所选量程为0~3A,通过滑动变阻器的最大电流
滑动变阻器接入电路的最小阻值
滑动变阻器接入电路的阻值范围为,故B错误;
CD.闭合开关、,断开开关、,R1和R3串联,两电流表均测量电路电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R3两端的电压。电流表A1所选量程为,电流表A2所选量程为0~3A,电压表V1所选量程为0~3V,根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电压表V1的示数最大,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
根据串联电路电阻规律可知此时通过电路的电流最大,串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为0.3A,此时滑动变阻器两端的电压最小,为
即V2的最小示数为1.5V,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,为
由串联分压的规律可知此时滑动变阻器两端的电压最大,则根据欧姆定律可得
即V2的最大示数为2.7V。由此可知,电压表V2的示数变化范围是。
电路的最大总功率
电路的最小总功率
则电路总功率的变化范围是。故C错误,D正确。
故选D。
2.B
A.当滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,电流增大。根据串联电路的分压原理,滑动变阻器两端的电压减小,灯泡两端的电压增大。因此,图乙中a线表示滑动变阻器的电压与电流关系,b线表示灯泡的电压与电流关系,故A错误;
B.灯泡电阻的最小值出现在电流最小的时候,即滑片在最右端时。从图乙中可以看出,此时电流为0.2A,灯泡两端电压为1V。利用欧姆定律,可以计算灯泡的最小电阻,故B正确;
C.滑动变阻器的最大阻值出现在滑片在最右端时,此时电流为0.2A,滑动变阻器两端电压为5V。利用欧姆定律,可以计算滑动变阻器的最大阻值,故C错误;
D.电路的最大功率出现在电流最大的时候,即滑片在最左端时。从图乙中可以看出,此时电流为0.6A,电源电压为6V。利用电功率公式,可以计算电路的最大功率,故D错误。
故选B。
3.B
A.由图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测串联电路中的电流。电源6V不变,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻器R最大50Ω,电流表量程 0~0.6A,电压表量程0~3V。滑动变阻器滑片P滑到最左端时阻值最大为50Ω,电路总电阻为
电路中电流为
R0两端的电压为
电压表和电流表均未超过量程,电路安全,所以滑片允许滑到最左端。故A正确,不符合题意;
B.当电压表的示数为3V时,电路中有最大电流,大小为
此时总电阻
滑动变阻器的阻值
故B错误,符合题意;
C.电路中电流最小时,电压表的示数最小,最小值为为,故C正确,不符合题意;
D.电源电压恒定,电路中最大电流为0.3A,则电路最大功率,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.D
A.闭合开关S,由图可知,为串联电路,不拉拉环时,电流表示数,故A错误;
B.闭合开关S,拉环拉力时,弹簧伸长量,接入电路的阻值
电压表示数,故B错误;
C.闭合开关S,电流表示数为0.5A时,电路总电阻为
接入电路的阻值为
弹簧伸长量
拉环拉力,故C错误;
D.电流表量程为,闭合开关S,为保证电路安全,接入电路的最小阻值
最大阻值
的电功率
由分析知,当时最小,计算可得,故D正确。
故选D。
5.A
AD.小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样,则灯泡的阻值为
由图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压。电压表的量程为,则滑动变阻器两端的最大电压为3V,灯泡两端电压
根据串联分压知识可知,当滑动变阻器的阻值最大时,分压最大。此时滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电阻与电压的关系可表示为
即
解得。电流表的量程为,灯泡的额定电流为
则电路中允许通过的最大电流为0.5A,根据欧姆定律可知,此时电路中的总电阻最小,即滑动变阻器接入电路的阻值最小。此时电路中的总电阻为
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
此时滑动变阻器两端的电压为
即电压表示数最小为1.5V。综上所述,滑动变阻器连入电路的阻值的变化范围是,电压表的变化范围是,故A正确,D错误;
BC.根据欧姆定律可知,电路中阻值最大时,通过灯泡的电流最小,为
则小灯泡的最小实际功率为
小灯泡的最大实际功率为
则小灯泡的实际电功率的变化范围是。
电路消耗的最大总功率为
电路消耗的最小总功率为
则电路消耗总功率的变化范围是0.8W~2W,故BC错误。
故选A。
6.D
A.由图乙可知,当灯泡两端电压时,通过的电流,此时灯泡的电阻
当灯泡两端电压时,通过的电流,此时灯泡的电阻
可见,小灯泡的电阻随其两端的电压增大而增大,故A错误;
B.由图乙可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压。当电流表示数为时,小灯泡两端的电压。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
故B错误;
C.要使滑动变阻器两端的电压最大,则小灯泡两端的电压必须最小。当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,小灯泡两端的电压也最小。此时电路满足
即
由图乙可知,当,时,
等式成立。因此,电路中的最小电流为0.2A,小灯泡两端的最小电压为1V。此时滑动变阻器两端的最大电压
故C错误;
D.根据可知。要使小灯泡的功率最小,则电路中的电流和灯泡两端的电压都应最小。由C的解析可知,电路中的最小电流为0.2A,小灯泡两端的最小电压为1V。所以小灯泡的最小功率
故D正确。
故选D。
7. 0.5 0.25
[1]由图可知,闭合开关后,R1和R2串联,电压表测量R1两端电压。电压表选用的测量范围是,即R1两端电压最大为15V,根据串联分压可知,当R1两端电压最大时,滑动变阻器两端电压最小,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,为
[2]当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中总电阻最大,电路中电流最小,为
[3]电源电压不变,故当电路中电流最大时,电路的总功率最大,为
当电路中电流最小时,电路的总功率最小,为
故电路总功率的变化范围是。
8. 9 40 12.15 1.62
[1][2]当只闭合开关S时,定值电阻和滑动变阻器串联,将滑片P移到中点,此时滑动变阻器一半接入电路,即,电压表测滑动变阻器两端电压,即,根据串联电压规律可知,电源电压为……(1)
由可得,定值电阻的电功率为……(2)
由可得,通过滑动变阻器的电流为……(3)
当开关S、S1均闭合,将滑片移到最左端时,滑动变阻器短路,此时定值电阻和定值电阻并联;由可得,定值电阻的电功率为……(4)
已知,即,推导可得……(5)
联立(1)式和(5)式,推导可得电源电压为,,将,代入(3)式可得,滑动变阻器的最大阻值为
[3]当开关S、S1均闭合,将滑片移到最左端时,滑动变阻器短路,此时定值电阻和定值电阻并联,此时总电阻最小;由可得,此时电路的总功率最大为
[4]当只闭合开关S时,定值电阻和滑动变阻器串联,将滑片P移到最右端,此时滑动变阻器全部接入电路,此时总电阻最大;由可得,此时电路的总功率最小为
9. V 0.675
[1]由甲图电路图分析可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测定值电阻两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电压表V测电源电压;图乙中B电压不随电流变化而变化,所以乙中B是电压表V的示数随电流变化的图像,且电源电压为9V。
[2]滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路的总电流变大。由可得,定值电阻两端电压会变大;根据串联电压规律可知,滑动变阻器两端电压会变小。所以,图乙中的曲线A是电压表V2的示数随电流变化的图像。
当滑动变阻器的滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,电压表V2的示数为零,此时只有定值电阻接入电路,电流为0.3A;由可得,定值电阻的阻值为
由可得,滑动变阻器的电功率为
根据推导式可知,当时,滑动变阻器的电功率最大,最大电功率为
10. 9
[1]由甲图知,灯与滑动变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表V1测灯两端的电压,电压表V2测的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,即滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知,电源电压一定时,此时电路中的电流最小,由图乙知,此时滑动变阻器分得的电压为8V,灯两端的电压为1V,根据串联电路电压的特点知,电源电压为
[2]由乙图知,灯正常发光时,此时电路中的电流最大,即灯正常发光时的电流为0.6A,此时滑动变阻器分得的电压为2V,灯两端的电压为
灯的额定功率为
当滑片位于最大值端时,灯消耗的功率为
小灯泡电功率的变化范围是
11. 变暗 0.48 3
[1]滑动变阻器的滑片向右滑动时,接入电路的电阻变大,则电路总电阻变大。
电源电压不变,根据欧姆定律,电路中的电流I变小。
小灯泡的亮度由实际功率决定,根据,灯丝的电阻不变,电流变小则实际功率变小,因此小灯泡变暗。
[2] [3]小灯泡规格为“6V 0.5A”,灯丝电阻
当滑动变阻器接入电阻为0时,小灯泡两端电压等于电源电压6V,正常发光,此时实际功率最大等于额定功率:
最小功率:滑片滑到最右端时,电流,小灯泡实际功率:
因此,小灯泡实际电功率的范围是。
12. 0.625 增大 2~10
[1]小灯泡标有“”的字样,小灯泡的额定电压为由乙图像可知,当小灯泡电压为时,小灯泡的电流为,小灯泡的额定功率为
[2]小灯泡正常发光时的电阻为
由乙图像可知,当小灯泡的电压为时,小灯泡的电流为,此时小灯泡的电阻为
当小灯泡的电压为时,小灯泡的电流为,此时小灯泡的电阻为
小灯泡的电压增大,温度升高,电阻增大,因此灯丝电阻随温度的升高而增大。
[3]为确保电路安全,小灯泡不被烧坏,电路中的最大电流等于小灯泡的额定电流,为,小灯泡两端的电压为,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最小电阻为
滑动变阻器阻值越大,电流表和电压表的示数越小,所以可取到最大值,而滑动变阻器的最大阻值为,故滑动变阻器R的变化范围为。
13. 3:1 10.8
[1][2]当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R2与R3并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过R2的电流,两电压表均测量电源电压。此时电路总功率
电流表A1的示数为
当只闭合开关S2,滑片在最右端时,R1与R2串联,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量电源电压,电流表A2测量电路电流,示数为
再将滑片滑至最左端,电流表测量电路电流,示数不变,两电压表均测量R2两端的电压,故电压表V2的示数变小,即电表V2的示数变为原来的一半,根据串联分压特点可知R1与R2的阻值相同,设,则总功率为
已知,根据可知
且
故。
只闭合S1和S3,R1与R2串联,电流表A1测量电路电流,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量电源电压,滑片在最右端时,R3的功率
滑片在距离左端五分之二的位置时,R3的功率
R3的功率变化了0.9W,则
即
当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R2与R3并联,总电阻最小,根据可知总功率最大,为
14.(1)0.3A
(2)0.5A
(3)3W,1.2W
(1)由图可知,只闭合,R1被短路,R2单独接入电路中,电流表测量通过R2的电流,为
(2)S1、S2都闭合时,R1被短路,R2和R3并联接入电路中,并联电路互不干扰,因此通过R2的电流不变,电流表测量通过干路的电流。通过R3的电流为
根据并联电路的电流规律可知,干路电流为
故电流表的示数为0.5A。
(3)根据可知,在电源电压一定时,当电路中的总电阻最小时电路的总功率最大。根据电阻的串并联知识可知,当S1、S2都闭合时,R1被短路,R2和R3并联接入电路中,此时电路中的电阻最小,此时电路的总功率最大,为
当电路中的总电阻最大时电路的总功率最小,根据电阻的串并联知识可知,当S1、S2都断开时,R1和R2串联接入电路中,此时电路中的电阻最大,为
此时电路的总功率最小,为
15.(1)8V
(2)14Ω
(3)4.48W ~ 4.8W
(1)当只闭合时,电阻与灯泡L串联,电流表测电路中的电流。由题意可知,此时电路中的电流
由图乙可知,当电流为0.25A时,灯泡L两端的电压
电阻两端的电压
根据串联电路的电压特点可得,电源电压
(2)当只闭合时,滑动变阻器与灯泡L串联。要使小灯泡L正常发光,其两端电压应为额定电压
由图乙可知,此时通过灯泡的电流
滑动变阻器两端的电压
则滑动变阻器连入电路的电阻为
(3)当闭合、、时,电阻与滑动变阻器并联,灯泡L被短路,电流表测干路电流。
通过的电流为
当滑动变阻器的滑片P滑到阻值最大处时,电路的总电流最小,总功率最小。R2的最大电阻
通过的最小电流
电路的最小总电流
电路的最小总功率
为保证不损坏电流表,电路中的最大总电流为电流表的量程
电路的最大总功率
因此,电路消耗的总电功率的变化范围为4.48W ~ 4.8W。
16.(1)
4V
(2)
5Ω
(3)
0.1W~1.25W
(1)由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联进电路中,电压表测小灯泡两端电压,电压表测滑动变阻器两端电压,小灯泡L正常发光时,电压表的示数为1.5V,根据串联电路中电压的规律可得,电源电压为
(2)当滑动变阻器阻值减小时,根据欧姆定律可知,电源电压一定时,电路中的电流减小,根据得,小灯泡两端电压减小,根据串联电路中电压的规律可知,滑动变阻器两端电压增大,所以图乙是滑动变阻器两端电压与通过电流的关系图像,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为1.5V,由图乙可知,此时电路中的电流为,根据得,小灯泡正常发光时的电阻为
(3)由得,当电路中电流最大时,小灯泡两端电压最大,功率最大,为保证小灯泡安全,其两端电压最大为2.5V,此时电路中的电流最大,最大电流为小灯泡的额定电流为,所以小灯泡的最大功率为
当电路中电流最小时,小灯泡功率最小,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,其两端电压最大,为了保护电路安全,当电压表示数为3V时,电路中电流最小,最小电流为,根据串联电路中电压的规律可知,小灯泡两端的电压为
小灯泡的最小功率为
综上所述,小灯泡的功率变化范围是0.1W~1.25W。
17.(1)15V
(2)21.6W
(3)30W
(1)闭合开关S,断开开关、,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流。将滑片P移至中点时,电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律可知电源电压
(2)保持滑片P的位置不变,闭合所有开关,小灯泡与滑动变阻器R2并联,电流表测干路电流。与(1)中情况相比,根据电阻串联和并联的特点可知,总电阻变小,根据欧姆定律可知总电流变大,即干路电流为
根据欧姆定律可知通过R2的电流
根据并联电路的电流特点可知通过灯泡的电流
根据欧姆定律可知小灯泡的电阻为
小灯泡的额定功率为
(3)当开关S、、都闭合时,在电路安全的情况下,小灯泡L与滑动变阻器并联,电流表测干路电流。灯泡两端的电压不变,故灯泡的功率不变,为
电流表量程为0~3A。且通过滑动变阻器的电流最大为1A,故滑动变阻器的最大功率为
电路总功率的最大值
滑动变阻器的最小功率
电路总功率的最小值
电路总功率的最大值和最小值分别为30W、18.75W。
18. 0.2 45
[1]由图所示,当只闭合开关S2时,电阻R2与滑动变阻器R3串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的总电流。根据欧姆定律,此时电流表的示数
[2]设电源电压为,滑动变阻器的最大阻值为,由题知,当只闭合开关S2,移动滑片到最右端时,电流表的示数为I2,与串联,则此时,R2的电功率
当闭合开关S1、S2,滑动变阻器的滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,与并联,则此时R2的电功率为
由以及可得,,解得
当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片移到中点时,电阻与滑动变阻器串联,电流表的示数
由以及可得,,解得
设改变电源电压后的电源电压为,当只闭合开关S1时,电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,在电路安全的情况下,电压表的示数变化范围为10V~15V,则当电压表示数最小为10V时,根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端电压最大,滑动变阻器被接入的阻值也最大为,此时电路中的电流
电源电压
当电压表示数为15V时,电路中的电流最大为
结合题意R1标有“1A”字样,电流表的测量范围为0~3A,可知此时电路中允许通过的最大电流为,即该电路最大总功率
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