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1、第1讲电功和电热2 素养专项提升苏科版苏科版 九年级下九年级下专项3 常见电功率图像问题的归类归类1电流随定值电阻两端电压变化的图像1如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S后，后，滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片P由由B端移动到端移动到A端时，测得通过电端时，测得通过电阻阻R1的电流与它两端的电压变化关系如图乙所示求：的电流与它两端的电压变化关系如图乙所示求：(1)电源的电压电源的电压U0.【解】由题图甲可知，定值电阻【解】由题图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器与滑动变阻器R2串联，串联，电压表测电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的两端的电压
2、，电流表测电路中的电流电流.(1)当滑片在当滑片在A端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电路为，电路为R1的简单电路，电压表测量的是电源的电压，的简单电路，电压表测量的是电源的电压，此时电路中的电阻最小，电流最大，由图乙可知，电路此时电路中的电阻最小，电流最大，由图乙可知，电路中的电流中的电流Imax0.6 A，电源电压，电源电压U06 V.(2)当滑动变阻器的滑片在当滑动变阻器的滑片在B端时，滑动变阻器的电功率端时，滑动变阻器的电功率P2.【解解】当当滑动变阻器的滑片在滑动变阻器的滑片在B端时，滑动变阻器接入端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据欧姆定律
3、可知，电路中的电流最电路的电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，由题图乙可知，小，由题图乙可知，R1两端的电压两端的电压U12 V，Imin0.2A；因串联电路中总电压等于各部分电压之和，所以滑动；因串联电路中总电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压变阻器两端的电压U滑滑U0U16 V2 V4 V，滑动，滑动变阻器消耗的电功率变阻器消耗的电功率P2U滑滑Imin4 V0.2 A0.8 W.(3)若把电压表的量程改为若把电压表的量程改为03 V，且要求电路安全，且要求电路安全，滑动变阻器连入电路中的最小电阻是多少欧？滑动变阻器连入电路中的最小电阻是多少欧？2【2023河北】河北
4、】如图甲所示，电源电压不变，电流表量如图甲所示，电源电压不变，电流表量程为程为00.6 A，电压表量程为，电压表量程为03 V，滑动变阻器，滑动变阻器R的的规格为规格为“50 2 A”，灯泡，灯泡L的额定电流为的额定电流为0.3 A图乙是图乙是灯泡灯泡L的电流与电压关系图像闭合开关的电流与电压关系图像闭合开关S，调节滑动，调节滑动变阻器的滑片变阻器的滑片P，当当滑滑片片P移至某一位置时移至某一位置时，电压表电压表和电流表的和电流表的示示数数分别为分别为2.5 V和和0.25 A归类2电流随灯丝电阻两端电压变化的图像(1)求电源电压求电源电压【解】闭合【解】闭合开关开关S，灯，灯L与滑动变阻器与
5、滑动变阻器R串联，当串联，当I0.25 A时，时，U滑滑2.5 V，由图乙可知，由图乙可知，UL2 V，电源电压电源电压U电源电源ULU滑滑2 V2.5 V4.5 V.(2)在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少灯泡的最小功率是多少？【解解】由由题题知知，当当电电压压表表示示数数最最大大为为3 V时时，灯灯L两两端端电电压压最最小小，此此时时灯灯L的的功功率率最最小小；灯灯L两两端端最最小小电电压压UL小小U电电源源U滑滑4.5 V3 V1.5 V，由由图图乙乙知知，灯灯L的的最最小小电电流流IL小小0.2 A，灯灯L的
6、的最最小小功功率率PL小小UL小小IL小小 1.5 V0.2 A0.3 W.(3)用定值电阻用定值电阻R1替换灯泡替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为最小值之差恰好为0.3 A，这一过程中滑动变阻器连入电，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于路的阻值始终小于50，求定值电阻，求定值电阻R1的可能值的可能值【解解】用用定值电阻定值电阻R1替换灯泡替换灯泡L后，调节滑动变阻器的后，调节滑动变阻器的滑片滑片P，电路中最大电流有两种可能：，电路中最大电流有两种可能
7、：I大大0.6 A或或I大大0.6 A，3【2022乐山】乐山】标有标有“6 V3.6 W”字样的小灯泡和其他字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图甲当只闭合开关的电学元件连成电路，如图甲当只闭合开关S1时，时，滑动变阻器滑片滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压从右向左滑动的过程中记录下电压表示数表示数U1和电流表示数和电流表示数I，并并绘制绘制出对应的出对应的U1I图像图像(如如图图乙乙)，且当滑片滑至最，且当滑片滑至最左端左端时时小灯泡正常发光已知定值电阻小灯泡正常发光已知定值电阻R012，求：，求：归类3滑动变阻器两端电压随电流变化的图像(1)电源电压电源电压U.【解】由【
8、解】由题图甲可知，当只闭合题图甲可知，当只闭合S1，滑动变阻器的滑片，滑动变阻器的滑片在最左端时，只有小灯泡在最左端时，只有小灯泡L接入电路，且小灯泡正常发接入电路，且小灯泡正常发光，则电源电压光，则电源电压UUL6 V.(2)小灯泡正常发光时的电阻小灯泡正常发光时的电阻RL.(3)当当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率是多少瓦？时，整个电路消耗的电功率是多少瓦？4如图所示的电路中，电源电压保持不变闭合开关如图所示的电路中，电源电压保持不变闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从在滑动变阻器的滑片从a端向端向b端移动的过程中
9、，不计端移动的过程中，不计温度对灯丝电阻的影响，则电路总温度对灯丝电阻的影响，则电路总功功率率P与电压表示数与电压表示数U之之间间的关系图像为的关系图像为()归类4电功率随电压变化的图像【点拨】【答案】A5【2022南充】南充】某电饭煲内部电路简图如图甲，某电饭煲内部电路简图如图甲，S为总为总开关，开关，S1为自动控制开关，当为自动控制开关，当S1闭合时为煮饭过程，闭合时为煮饭过程，断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲断开时为保温过程，某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的煮饭和保温全过程的电电流流随时间变化图像如随时间变化图像如图图乙乙，电饭煲工作电压，电饭煲工作电压恒恒为
10、为220 V，求：，求：归类5电流随时间变化的图像(1)电阻电阻R1的功率的功率P1.【解】电饭煲【解】电饭煲在保温过程中只有在保温过程中只有R1工作，由题图乙工作，由题图乙可知通过可知通过R1的电流为的电流为0.1 A，则电阻，则电阻R1的功率的功率P1UI1220 V0.1 A22 W.(2)电阻电阻R2的阻值的阻值(3)煮饭过程中消耗的电能煮饭过程中消耗的电能W.【解解】煮饭煮饭过程时间过程时间t10 min600 s，煮饭过程中，煮饭过程中消耗消耗的的电能电能WUIt220 V5.6 A600 s7.392105 J.6吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱利用图甲所示电吴丽设计了一个内有水箱
11、的孵化箱利用图甲所示电路，对水箱内的水加热电路中路，对水箱内的水加热电路中R是阻值恒为是阻值恒为40 的的发热电阻，发热电阻，R0是阻值恒为是阻值恒为160 的调控电阻；的调控电阻；S为温控为温控开关，当温度等于或低于开关，当温度等于或低于37 时闭合，温度等于或高时闭合，温度等于或高于于42 时断开，使箱内温度维持时断开，使箱内温度维持在在37 到到42；额定电压为；额定电压为220 V请请完成下列问题：完成下列问题：(1)在额定电压下，发热电阻在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率和工作的最大发热功率和最小发热功率各为多少瓦特？最小发热功率各为多少瓦特？(2)设计完成后，吴丽对孵化箱进
12、行了工作测试从孵化设计完成后，吴丽对孵化箱进行了工作测试从孵化箱温度刚刚变为箱温度刚刚变为42 开始计时，电路中的电流随时间开始计时，电路中的电流随时间变化的图像如图乙变化的图像如图乙测试时的实际电压为多少伏特测试时的实际电压为多少伏特？已知水的比热容为已知水的比热容为4.2103 J/(kg)假设升温过程中，假设升温过程中，发热电阻放出的热量全部被水吸收，不考虑热量散失，则发热电阻放出的热量全部被水吸收，不考虑热量散失，则测试时水箱内水的质量为多少千克？测试时水箱内水的质量为多少千克？(结果保留两位小数结果保留两位小数)7图甲为市面上的某款电热毛巾架，额定电压为图甲为市面上的某款电热毛巾架，
13、额定电压为220 V，简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现简化的工作电路如图乙，该毛巾架通过智能系统实现加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作加热、保温挡自动切换，图丙为该毛巾架在正常工作30 min内功率的变化情况内功率的变化情况归类6电功率随时间变化的图像请完成下列问题：请完成下列问题：(1)加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大加热状态下，毛巾架正常工作时的电流为多大？(2)分析计算图乙电路中定值电阻分析计算图乙电路中定值电阻R0、R1的阻值各为多少欧的阻值各为多少欧？(3)毛巾架正常工作毛巾架正常工作30 min总共消耗多少焦电能？总共消耗多少焦电能？【解解】由由WPt可得，该毛巾架正常工作可得，该毛巾架正常工作30 min消耗的消耗的电能电能W总总P热热t热热P温温t温温440 W1060 s80 W(3010)60 s3.6105 J.8如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动，将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，电阻变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，电阻R1消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示消耗的电功率随电流变化的关系图像如图乙所示归类7电功率随电流变化的图像(1)电源电压为多少电源电压为多少？(2)滑动变阻器滑动变阻器R2的最大阻值为多少？的最大阻值为多少？
