中考物理一轮复习专项练习 《电功率极值范围问题》.docx

电功率极值范围问题

电功率的极值问题是建立在欧姆定律的安全问题之上，想求此类问题，首先要把解题的思路确定下来：

常考问题

解决思路

电路消耗电功率的最大值和最小值

P=UI（电源电压一定，找电流的最值）

定值电阻消耗电功率的最大值和最小值

P=I2R0（R0一定，找I/U）

串联中，滑变消耗电功率的最大值

当RP=R0时，功率最大，中考不考，平时会遇到

一、eq\o\ac(○,V)并灯泡型

例2.如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“4V1.6W”的字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器标有“50Ω1A”的字样，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”；闭合开关，保证电路安全下，电路消耗电功率的范围____________，小灯泡消耗电功率的范围_____________，滑动变阻器两端电压变化范围___________。

3V

3V

解析：由题意得：

同样，先求出电流表、电压表和滑变的最值，大小关系对应好（串联，电压表接灯泡）

此题根据题意，先确定Umax和Rmax，再求其他量。

电路消耗总功率：Pmax=UImax=12V×0.4A=4.8W；Pmin=UImin=12V×0.2A=2.4W

灯泡消耗电功率：Pmax=1.6W；

滑变分压：最小12－4V=8V；最大12V－2V=10V

答案：2.4~4.8W；0.4~1.6W；8~10V。

二、eq\o\ac(○,V)并滑变型

例1.如图所示，电源电压为6V，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，小灯泡L上标有“4V2W”字样（灯丝电阻不变）。在保证整个电路安全下，电路消耗电功率的范围___________，小灯泡L消耗电功率的范围____________。

解析：已知灯泡规格，则：

这是之前讲欧姆定律的极值范围问题时做过的题型。（串联，且电压表接滑变）

求功率范围之前，先把电流表、电压表、滑变的最值求出来，大小关系对应好！

此题根据题意，比大小先确定Imax，再求其他量。

电路消耗总功率：Pmax=UImax=6V×0.5A=3W；Pmin=UImin=6V×0.375A=2.25W

灯泡消耗电功率：Pmax=2W；

答案：2.25~3W；1.25~2W。

三、灯并滑变型

例3.如图所示，电源电压为6V，小灯泡上标有“6V3.6W”字样，滑动变阻器上标有“10Ω2.5A”的字样，电流表量程为“0~3A”。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，在电路安全的情况下，灯丝电阻不变。求电路消耗电功率的范围__________，滑变消耗电功率的范围___________。

解析：并联电路中，定值电阻或灯泡所在去路电流不变，电流的变化由滑变支路引起，同时要注意电流表的量程。

电源电压为6V，小灯泡正常发光，则：

滑变允许经过的最大电流为2.5A，但此时干路电流：2.5A+0.6A=3.1A＞3A，超过电流表量程最大值，因此，流过滑变最大电流为：3A－0.6A=2.4A

电路中最大电流为3A

当滑变阻值最大时，流过它的电流最小为：，电路中最小电流为：0.6A+0.6A=1.2A

电路中水耗总功率：Pmax=UImax=6V×3A=18W；Pmin=UImin=6V×1.2A=7.2W

滑变消耗电功率：PPmax=UIPmax=6V×2.4A=14.4W；PPmin=UIPmin=6V×0.6A=3.6W

答案：7.2~18W；3.6~14.4W。

四、串并电路型

例4.如图所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V3W”的字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，定值电阻R0的阻值为20Ω，电压表量程为“0~3V”，电流表量程为0~3A。当S1、S2和S3闭合时，滑动变阻器滑片滑到a端时，小灯泡L恰好正常发光，任意闭合开关和移动滑片位置，在保证电路安全下，电路消耗电功率的范围__________。

解析：由题意得：

当S1、S2和S3闭合，滑片位于a端时，R0与L并联，灯泡正常发光，则电源电压U=6V

此电路图可串可并，串联时，电阻最大，电流最小，电功率最小；并联时，电阻最小，电流最大，电功率最大。

由题意得，R0RL，所以，当闭合S1、S3时，电路中电流最小

当电压表为3V时，电路中电阻最大，电流最小，R0分压：UR0=6－3V=3V

电路最小电功率：Pmin=UImin=6V×0.15A=0.9W

当S1、S2、S3全闭合，滑片位于a端时，R0与L并联，此时，电阻最小，电路中电流最大

Pmax=UImax=6V×0.8A=4.8W

综上，电路消耗电功率的范围为：0.9~4.8W。

及时练习：

如图所示，电源电压为6V，灯泡L上标有“6V3W”的字样（灯丝电阻不变），滑