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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, Ri为定值电阻，R2为标有“ 100 Q 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R 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
2、电压为6V的电源，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R=10Q,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，$、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R=30 Q,3、（ 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。 温度对电阻的影响，闭合开关s后。问：（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？（2）当滑动变阻器的滑片 P在中点时，电压表的示数以及电
3、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 ？她选用的电源若不考虑灯泡4、（2013泰安市）如图所示，电源电压恒定不变，电阻 R的阻值为5 Q,小灯泡上标有“ 12V 6W”字样，闭合开关S,（1）当开关S、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S、S2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 9 W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 S、S
4、、S3都闭合时，灯泡L正常发光，两电流表指针位置相同；当开关S、S2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R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：S2S1（1）电源电压；（2）R2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 F2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 A示数为0.2A，灯泡L的实际功率为0.8W;闭合开关S、 S,将变阻器滑片 P移到a端时，灯泡正常发光，电流表 A示数为0.4A，此时电压表示数是
5、多少？电阻 R的阻 值是多少？灯泡 L的额定功率是多少？(不考虑温度对灯丝电阻的影响)0-3A，灯泡 L17、(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。电流表的量程为的电阻R仁10Q .请画出该题的各个等效电路图(1)只闭合开关S1、S4时，电流表的示数为 1代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:P
6、2:P3=42:35:30,则R2. R3的限值各为多少？R1消耗的电功率 P仁UI仁12VX 0.3A=3.6W,R2 消耗的最小为 P2=U2/R2=(12V)2/100 Q =1.44W,电路的总功率 P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04V； 2.解：(1)当只闭合S3时，R和R串联在电路中R 串=Ri+R = 10Q +30Q = 40QU 67f 二= 0.154(2) 当只断开S时，只有F2接入电路中U2(6 耐W= 1 =x 3005 = 360J(3) 当Ri和R并联在电路中时，电路的总功率最大口 -尽凤 _ 100x300 _30Q奔一艮 1 + 陌-10G+3QG
7、 - 1当R和Rz串联在电路中时，电路的总功率最小R其 U2 刃。 3解：(1)当S闭合，Si、Sa，滑动变阻器的滑片在中点时，电路由电阻R、R串联组成,电路中的总电阻 R=R+R/2=20Q +40Q /2=40 Q电源电压：U=IR=0.3A X 40 Q =12V 电路中元件均为纯电阻用电器，由Q=I 2Rt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R的，2 2则电路产生的最大热量：C=(U/Ri)t = (12V) X 1X 60S/20 Q =432JR发生短路, 解：当开关S、S2，滑动变阻器的滑片 P
8、移动到最右端时，电路中 电路是一个由灯L和滑动变阻器 艮组成并联电路，最简化电路：(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 Ra的电流：|2=U/ R2=12V/40 Q =0.3A 通过灯泡的电流：Il= I - I 2=0.9A-0.3A=0.6A 灯泡的电阻： R=U/I l=12V/0.6A=20Q灯泡的额定功率：P=UI=U/Rl=(18V) 2/ 20 Q =16.2W6.解：由题意可知：当 $闭合时尸在中点时:0.8rK11=AV滑动变阻器两端电压为D =1应二 0. 2山丈 10G二 2F电源电压-即电压表示数为订广当1 一闭合广在二点时U67=03
9、 A20Q通过-的电流为：67KI60QS, S4时，等效电路图如图Pl=UT = 67xO.3A = 1w1所示:根据欧姆定律可得，电源的电压：U=U=I 1R=1AX 10Q =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 Li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R的电流：I 4=1-1 i=1.5A-1A=1.5A , 并联电路中各支路两端的电压相等，12R4=UI：10V0.5A=20Q,滑动变阻器的最大阻值：R4=2 X 20 Q =40 Q,当滑片位于最右端时，滑动变阻器消耗的电功率最
10、小,4mi n =U2R4=2(10V)40 QP4max=20W2.5W13所示:(2)只闭合S3且电路消耗的功率最大时，等效电路图如图 串联电路中总电阻等于各分电阻之和,R=U2R?+Rs 只闭合S, S且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图4所示:P2=2UR2+R4 只闭合Sa，S，S3且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图5所示:P3=U2R3+R4 / Pi： P2： P3=42: 35: 30,PiP2R2+R1R2+R3423565，即 5R4=Ra+6F3 PiP3R?+RjR2+R5423075，即5甩-7R+2R 由两式可得：R=20Q, R=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) Rz和R3的阻值分别为 20Q、30Q.
