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1、电功率综合计算(动态电路)学习目标1、滑动变阻器滑片移动引起电路电阻变化，电路电功率也随之变化问题。考查电功、电功率、电能表综合计算。2、巩固串、并联电路规律，考查学科间综合列一元一次方程和二元一次方程组解题。典例1(2013四川自贡)如图是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为12V, R1为定值电阻，R2为标有“100Q 0.5A” 字样的滑动变阻器.R3为标有“3V 0.9W”字样的定值电阻.(1)当开关同时闭合时，电流表的示数为0.3A，求 R1的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率.2、(2013重庆)生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功 后，小锐同学利用电压为6V的电源
2、，两个阻值不同的定值电阻， 如图15所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R10Q， Q，请计算：(1) S、S2断开，S3闭合时，电路中的电流是多少？(2) S1断开，S2、S3闭合时，通电5min电路消耗的电能是多少?(3) 该电路的最大功率和最小功率之比是多少？率知识 设计了R2=303.(2013年福州)小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图19所示。电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20Q 2A”字样。若 度对电阻的影响，闭合开关s后。问：(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少？她选用的电源不考虑灯泡温(2) 当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数以
3、及电路消耗的总功率是多少?(3) 当滑动变阻器的滑片P移到a端时，会出现的情况是什么？4、(2013泰安市)如图所示，电源电压恒定不变，电阻的阻值为5Q，小灯泡上标有“ 12V 6W”字样，闭合开关S,（1）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表 的读数为1.7A，小灯泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。（2）当开关*、.都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，求电流表的 读数和滑动变阻器消耗的电功率。5、（2013襄阳市）如图所示的电路中，灯泡L上标有“12V 9W”字样，滑动变阻 器的最大阻值为R电源电压保持不变。当开关、广S2、乌都闭合时，灯泡 L正常发光，两电流
4、表指针位置相同；当开关SS2断开，S3闭合时，改变 滑片P的位置，使滑动变阻器连入电路的阻值分别为匕和R1/4,在这两种情 况下，滑动变阻器消耗的功率相等。（灯泡电阻不随温度的变化而改变）求：（1）电源电压；（2）虬的阻值；（3）电路在何种状态下消耗的功率最小，最小功率是多少?6、（2013兰州市）如图所示，变阻器乌上标有“20Q 1A”的字样。只 闭合开关S,将变阻器滑片P移到中点时，电流表A1示数为0.2A，灯泡L的实际功率为0.8W；闭合开关S1 S2,将变阻器滑片P移到a端时，灯泡正常发光，电流表A1示数为0.4A，此时电压表示数是多少？电阻R1的 阻值是多少？灯泡L的额定功率是多少？
5、（不考虑温度对灯丝电阻的影响）7、（2013青岛市）.在如图所示的电路中，电源电压和各灯泡的阻值均保持不变。电流表的量程为0-3A，灯泡L1的 电阻R1=10Q.请画出该题的各个等效电路图只闭合开关S1、S4时，电流表的示数为1A。当将滑动变阻器滑片拨至中点处，再将S2闭合时，电流表的示数 为1.5A，则在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为多少？（2）只闭合S3时，电路消耗的最大功率为P1;只闭合S4、S5时，电路消耗的最小功率为P2；只闭合S2、S3、S5时，电路消耗的最小功率为P3。已知P1:P2:P3=42:35:30,则R2. R3的限值各为多少？1、解
6、：当开关同时闭合时，R1、R2并联，电流表测R1支路的电流，R1 的阻值：R1=U/I1=12V/0.3A=40Q，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率，R1 消耗的电功率 P1=UI1=12VX0.3A=3.6W，R2 消耗的最小为 P2=U2/R2=(12V)2/100Q=1.44W，电路的总功率 P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W； 2.解：(1)当只闭合S3时，R1和R2串联在电路中R $ = R1+R2=10Q+30n = 40nU 印1 = 0.15,4R 浜40Q(2) 当只断开S1时，只有R2接入电路中U” (矿陟= = -x 300s = 36
7、QJ(3) 当R1和R2并联在电路中时，电路的总功率最大=10Cx30Q = 30UI R +% 10Q +如口一wax.当R1和R2串联在电路中时，电路的总功率最小电项罗老=40x4= 16=30Q34解：(1)当S闭合，S1、S2,滑动变阻器的滑片在中点时，电路由电阻R1、R2串联组成，电路中的总电阻 R=R1+R2/2=20Q+40Q/2=40Q电源电压：U=IR=0.3A x40 Q=12V(2) 电路中元件均为纯电阻用电器，由Q=l2Rt有Q=(U2/R)t可知，只有当电路中电阻最小时，电路中产生的热量最多。此时滑动变阻器的滑片应该滑到最左端，电路中只有电阻R1的，则电路产生的最大热
8、量：。=(叫/脚)七=(12V)2X1x60s/20Q=432J(3) 解：当开关SS2,滑动变阻器的滑片P移动到最右端时，电路中R1发生短路， 电路是一个由灯L和滑动变阻器R2组成并联电路，最简化电路：1R21(4) 在并联电路中，电流表测干路电流：I=0.6A通过滑动变阻器R2的电流：I2=U/ R2=12V/40 Q=0.3A通过灯泡的电流：IL= I - I2=0.9A-0.3A=0.6A灯泡的电阻：Rl=U/Il=12V/0.6A=20Q灯泡的额定功率：P=UI=U2/Rl=(18V) 2/ 20Q=16.2W56.解：由题意可知：当&闭合时尹在中点时：滑动变阻器两端电压为U=IR=
9、Q.2AxWQ= 27-电源电压即电压表示数为6当&鸵闭合.户在就点时U 6VI,二二二 0.3/Rl 200通过&的电流为：=0AA-0.3A = lAPL=UI = 6yxO.3A = lw7解：（1）只闭合开关S1, S4时，等效电路图如图1所示:! U 图1根据欧姆定律可得，电源的电压：U=U=IR=1Ax10Q=10V；当将滑动变阻器拨至中点时，再将S2闭合时，等效电路图如图2所示:并联电路中各支路独立工作、互不影响，.此时通过灯泡L1的电流不变，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过R4的电流：I4=I-I=1.5A-1A=1.5A，并联电路中各支路两端的电压相等，2R4=uI
10、410V0.5A=20Q,滑动变阻器的最大阻值：R4=2x20Q=40Q,当滑片位于最右端时，滑动变阻器消耗的电功率最小，P4min=U2R4(10V)240Q=2.5W,当电流表的示数为3A时，滑动变阻器消耗的电功率最大， 此时通过滑动变阻器的电流：I4=I-I=3A-1A=2A，P4max=UI4=10Vx2A=20W，. P4maxP4min20W2.5W(2)只闭合S3且电路消耗的功率最大时，等效电路图如图3所示:图3.串联电路中总电阻等于各分电阻之和，pi=U2R2+R3只闭合S4, S5且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图4所示:P2=U2R2+R4只闭合S2, S3, s5且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图5所示:P =3U2R3+R4VP1： P2： P3=42： 35： 30,P二P2R2+R4R2+R3 4235 6_5，即 5R4=R2+6R3P二P3R+RR2+R3 4230 75，即 5R4=7R2+2R3由两式可得：R2=20Q, R3=30Q.答：(1)在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为8： 1；(2) R2和R3的阻值分别为20Q、30Q.
