小专题(九) 电功率之动态电路及图像问题
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闭合电路欧姆定律一、闭合电路动态分析 1.分析思路:(1)电路中不论是串联还是并联部分,只要有一个电阻的阻值变大时,整个电路的总电阻就变大。
只要有一个电阻的阻值变小时,整个电路的总电阻都变小。
(2)根据总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律可判定总电流、电压的变化。
(3)判定变化部分的电流、电压变化。
如变化部分是并联回路,那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化,最后变化电阻部分的电流、电压就能确定了。
例1R1滑片从右端向左端滑动过程中,各电阻两端电压及流过的电流如何变化?解析:R 1增大,总电阻一定增大;由rR EI+=,I 一定减小;由U=E-Ir ,U 一定增大;因此U 4、I 4一定增大;由I 3= I-I 4,I 3、U 3一定减小;由U 2=U-U 3,U 2、I 2一定增大;由I 1=I 3 -I 2,I 1一定减小。
2.总结规律:(1)总电路上R 增大时总电流I 减小,路端电压U 增大;(2)变化电阻本身和总电路变化规律相同; (3)和变化电阻有串联关系的看电流(即总电路R 增大,总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小); (4)和变化电阻有并联关系的看电压(即总电路R 增大,路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大)。
1 如图1所示电路中,当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,各表(各电表内阻对电路的影响均不考虑)的示数如何变化?2如图,电源的内阻不可忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当电键S 接位置1时,电流表的示数为0.20A .那么当电键S 接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19A3如图所示,电源电动势为E ,内电阻为r .当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时,发现电压表V 1、V 2示数变化的绝对值分别为ΔU 1和ΔU 2,下列说法中正确的是A.小灯泡L 1、L 3变暗,L 2变亮B.小灯泡L 3变暗,L 1、L 2变亮C.ΔU 1<ΔU 2D.ΔU 1>ΔU 24.如图所示的电路中,电源的电动势为E ,内阻为r 。
专题训练电功率相关的电路动态变化及图像问题1.如图1所示电路,电源电压不变,R是定值电阻.将一个“6 V 3 W”的小灯泡接在a、b两点间,闭合开关S,小灯泡恰能正常发光;若换一个“6 V 4 W”的小灯泡接在a、b 两点间,闭合开关S,则这个小灯泡的实际功率()A.大于4 W B.等于4 WC.小于4 W D.无法确定图12.如图2所示是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图.电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的气敏电阻,其电阻值会随天然气浓度的升高而变小,闭合开关S,若厨房天然气浓度升高,则下列判断正确的是()图2A.电路总功率变大B.电压表的示数变小C.通过气敏电阻的电流变小D.气敏电阻R的阻值变大3.分别标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的甲、乙两只小灯泡,经实验测得其I-U特性曲线如图3所示,现将甲、乙两灯并联接在电源电压为3 V的电路中,两只灯泡的总功率是()图3A.3 W B.4.5 W C.6 W D.9 W4.小灯泡L的额定电压为3 V,它的I-U图像如图4甲所示.把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5 V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3 V.已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有“10 Ω 2 A”.下列说法中错误的是()图4A.电源电压为4.5 VB.电路中消耗的最大电功率为1.35 WC.小灯泡的额定功率为1.5 WD.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为0.75 W5.如图5甲所示的电路中,电源电压为16 V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图像信息可知,下列判断不正确的是()图5A.R0的阻值是10 ΩB.电路的最大总功率是25.6 WC.R0的最小功率是3.2 WD.滑动变阻器的最大阻值是70 Ω6.如图6甲所示,R1为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是()图6A.R1的阻值为20 ΩB.R2的最大阻值为50 ΩC.电源电压为5 VD.该电路消耗的最大电功率为0.9 W7.如果加在某定值电阻两端的电压从6 V升高到10 V,通过该电阻的电流变化了0.1 A,则该电阻的电功率变化了________W.8.甲、乙两只灯泡,其I-U关系图像如图7所示,现将甲、乙两灯串联在电源电压为5 V的电路中,通过甲灯的电流是______A,乙灯两端电压是______V,两灯消耗的总功率是________W.图79.如图8甲所示,A、B分别是标有“6 V 3.6 W”字样的灯泡L和定值电阻R的U-I图像.则R的阻值为________ Ω;若把它们接入电路,如图乙所示,当只闭合开关S1时,L正常发光,此时电流表的示数为________A;若再闭合开关S3,电流表的示数为________A;若只闭合开关S2,电路消耗的电功率为________W.图810.如图9甲所示,电源电压一定,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从最上端滑至最下端的过程中,电流表示数I与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示.已知定值电阻R0=20 Ω,则电源电压U=________V.图乙中坐标值I1=________A.当电流表示数I=0.4 A时,R0与R消耗的电功率之比为________.图911.如图10甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P 由a端移动到b端时,测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流I的变化关系如图乙所示,则电源的电压为______V,R的阻值为______ Ω,电压表V1示数的变化范围是________,滑动变阻器的最大阻值________ Ω,滑片移动过程中,此电路消耗的最大电功率为________W.图1012.如图11甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑到a 点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示.则:(1)R2阻值为多少欧?(2)电源电压为多少伏?(3)滑片从b点滑到a点的过程中,电路消耗的总功率最大值为多少瓦?图11答案1.C 2.A 3.A 4.B 5.C . 6.B 7.1.6 8.0.4 3 2 9.10 0.6 1.2 2.4 10.12 0.2 2∶1 11.12 8 0~8 V 16 1812.由图甲知,R 、R 1、R 2串联,电压表V 1测R 1两端电压,电压表V 2测R 2两端电压,电流表测电路中电流.(1)滑片P 从b 点滑到a 点的过程中,R 1连入电路阻值变小,电路中总电阻变小,由I =UR 可知,电路中电流变大,R 2两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 1两端的电压变小,综上可知,图乙中,dc 段表示V 1的示数随电流表示数的变化的图线,ec 段表示V 2的示数随电流表示数变化的图线;当滑片位于b 点时,R 1接入电路中的电阻较大,电路中的电流较小,由图乙可知,电路中的最小电流I 小=1 A ,R 1两端的电压U 1=12 V ,R 2两端的电压U 2=2 V ,则R 2阻值:R 2=U 2I 小=2 V1 A=2 Ω.(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,当滑片位于b 点时,电源的电压:U =U 1+U 2+I 小R =12 V +2 V +1 A ×R ①,当滑片位于a 点时,R 1接入电路中的电阻较小,电路中的电流较大,R 2的功率较大,由图乙可知,电路中的最大电流I 大=3 A ,R 1两端的电压U 1′=6 V ,R 2两端的电压U 2′=6 V ,则电源的电压:U =U 1′+U 2′+I 大R =6 V +6 V +3 A ×R ②,因电源的电压不变,所以由①②得:R =1 Ω,电源的电压U =U 1+U 2+I 小R =2 V +12 V +1 A ×1 Ω=15 V.(3)滑片从b点滑到a点的过程中时,电路的电流最大时,电路消耗的总功率最大,则P 大=UI大=15 V×3 A=45 W.。
电功率极值范围值类问题专题图像类找极值1.小峰同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,设计了如图-1所示的电路,电源电压恒定不变,他将滑动变阻器R2的滑片从最右端移到最左端的过程中,根据实验数据绘制了如图-2所示的图像,电压表测量的是___________两端的电压,电路的总功率最大值为___________W,滑动变阻器R2的最大阻值为___________Ω。
2.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化如图乙所示。
则定值电阻R为______Ω;在滑片P滑动过程中,滑动变阻器消耗的最大功率为______W。
3.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U 与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断正确的是()A.R1的阻值为15ΩB.滑片在a端时,电压表示数为4VC.电源电压为6V D.R1电功率的最小值为3.6W4.如图甲所示的电路中,1R为定值电阻,2R为滑动变阻器,电源电压不变。
闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P 从最左端移动到最右端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则2R的最大阻值为_______ ,电源电压为_______V,电路的最大总功率为_______W。
5.在如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,已知R1的电阻为5Ω,则电源电压为________ V,滑动变阻器的最大电阻为________ Ω,滑动变阻器R2消耗的最大功率为________ W。
6.如图a所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图像如图b所示,电源电压为______V;滑片滑动过程中电路的最大总功率为______W。
《电功率》动态电路分析电路动态分析是初中学生物理学习过程中的一个难点,其原因是这类题目对学生有较高的能力要求。
进行电路动态分析:要求学生知道欧姆定律的内容、电功率公式,并结合串、并联电路规律进行综合运用。
一、学情分析通过前面的学习,学生对电路的基础知识,电流、电压、电阻三个物理量相关知识、欧姆定律、电功率有了清楚的认识,对电路的判定,也比较熟悉了,所以在解决方法和技巧上需要给以指导。
还有本部分只是相对来说有点难度,很多学生会存在畏惧心理,需要从思想上首先帮助他们消除这种心理。
三、教学目标(1)知识与技能1.让学生在欧姆定律、电功率的基础上认识动态电路。
2.会分析动态电路各物理量的变化。
(2)过程与方法1.利用多媒体、实验探究让学生加深对动态电路分析过程的理解。
2.培养学生的物理思维模式和方法。
(3)情感、态度和价值观让学生在学习过程中体味克服困难、解决问题的成功喜悦,培养学生的自信心。
重点:会分析动态电路中变阻器滑片位置的变化、由于开关开合、滑动变阻器组织的变化引起的电路电流、电压、电功率的变化。
难点:学会用“动态”的观点把电路简化,及化动为静。
由于本部分内容题型多样,但解题方法固定并且有规律,因此我采用经典题教法,意图实现学一题会一类,会迁移。
在教学过程中已经典题为依据,以问题为线索,引导学生通过分组探究、思考、讨论解决问题。
学法:学生通过巩固就知为学习打下基础,在学习过程中,学生分组探究、根据问题,不断思考、讨论、交流,通过自主学习、合作交流、互教互学等方法来突破难点而达成目标。
五.教学过程1.导入:用一道常见的滑动变阻器的习题导入课题,并及时的对动态电路给出定义。
是学生并确了内容。
2.展示目标在学生明确了学习内容后,给出了动态电路的三种类型。
这样是学生对动态电路的认识更明确、更具体,克服了畏惧。
3.经典解答、归纳方法:选取经典题确立重点,经典题的使用及难点的突破:学生在明确教学目标后,学生根据问题分析题目,找到解题所学知识,在教师引导下找到解题的突破口来解答经典题。
电功率动态电路解题技巧一、解题步骤1.识别电路,确定电路类型,分析各用电器的串并联情况。
复杂电路可以画等效电路图分析。
画等效电路图时电流表可视为导线,电压表可看作断路,直接去掉。
2.判断电表的测量对象:串联电路只需判断电压表,并联电路只需判断电流表。
3.动态分析:分析各个物理量的变化情况。
(1)串联电路分析思路:先电流后电压、先整体后部分;(2)并联电路分析思路:先电压后电流,先支路后干路。
二、基本方法1.程序法:基本思路是“部分→整体→部分”,即从阻值变化部分入手,由串、并联规律判断R总的变化情况,再由欧姆定律判断I总和U总的变化情况,最后由部分电路欧姆定律确定各部分的变化情况:如:R局↑(↓)→R总↑(↓)→I总↓(↑)→U定↓(↑)→I分、U分、P分的变化情况。
2.结论法:根据“串反并同”结论来判断:(1)若电路中某电阻(或电器)与电阻R x串联,则U、I、P均与电阻R x的变化趋势相反;(2)若电路中某电阻(或电器)与电阻R x并联,则U、I、P均与电阻R x的变化趋势相同。
注意:初中范围内此结论不适合于单纯并联的电路,也就是说,此结论适合于串联电路和混联电路。
三、分析小技巧1.电流表可视为导线,电压表可看作断路。
2.多个仪表时,一个一个单独分析。
3.元件断路或短路时可去掉。
4.同一根导线各处接线效果等同。
5.串联电路一般先分析电流,并联电路一般先分析电压。
【典例引领】类型1.开关通断引起的动态电路分析1——串联例1.如图所示,灯泡L1和L2(灯泡中只要有电流就能发光)相同,电源电压小于灯泡的额定电压,且保持不变,开关S由闭合到断开,电路中()A.L1变亮,电压表示数变小B.L1变暗,电流表示数变大C.L2亮起来,电压表示数变大D.L2亮起来,电流表示数变小解析:开关S闭合时,电路为灯泡L1的简单电路,L2被短路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;当开关S断开时,灯泡L1与L2串联,电压表测灯泡L1两端的电压,电流表测串联电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的总电阻变大,电源电压保持不变,由UIR可知,电路中的电流变小,电流表示数变小,灯泡L1变暗、L2亮起来,由串联电路电压规律可知,电压表示数变小,故A、B、C错误,D正确。
专项训练—与电功率相关的动态电路分析、图像、安全与极值问题1.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1和S2,灯L正常发光,则断开开关S2时()A.电流表示数变大,灯L变亮B.电压表示数变大,灯L的实际功率变小C.电流表示数变小,灯L仍然正常发光D.电压表示数不变,电路的总功率变大2.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S.当滑片P向右移动时()A.电压表的示数不变,总功率变小B.电流表的示数变大,总功率变大C.电压表的示数变大,灯的亮度变暗D.电流表的示数变小,灯的亮度变暗3.用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大.如图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变.闭合开关S,将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时()A.电流表示数增大B.电压表示数减小C.电路的总电阻减小D.电路的总功率增大4.如图所示电路中,电源电压为6V,灯泡L规格为“6V3W”,其电流与电压的关系如图乙所示.当S、S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为0.5A.(1)求灯泡L的额定电流;(2)求定值电阻R1的阻值;(3)断开S1、S3,闭合S、S2,调节滑片P,使R2的电功率为灯泡的2倍,求此时滑动变阻器接入电路的阻值.5.定值电阻R和小灯泡L的伏安特性曲线分别如图所示.若将R和L串联后接在8V的电源两端,则R与L的电功率之比为()A.1∶2B.1∶3C.2∶3D.3∶56.如图所示的电路中,电源电压为4.5V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω.电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在滑动的过程中,为保证电路安全,下列几种说法正确的是()A.滑动变阻器的阻值变化范围为5~20ΩB.电流表的示数变化范围为0.15~0.45AC.电压表的示数变化范围为1.5~4.5VD.电路消耗的总功率的变化范围为0.675~2.7W7.如图所示,电源电压为9V,小灯泡标有“3V 1.5W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器标有“30Ω1A”,电流表量程为0~0.6A,在保证电路安全工作的前提下,电路消耗的最大功率为W,滑动变阻器两端的最大电压为V.8.在如图所示的电路中,电源电压为3V保持不变,滑动变阻器R2标有“20Ω2A”字样.只闭合开关S1,电流表示数为0.3A.则:(1)电阻R1=Ω.(2)通电10s,电流通过电阻R1所做的功W=J.(3)再闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,此时最小总功率P= W.9.小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验.(1)当L1正常发光时通过它的电流是多大?(2)如图甲所示,A和B分别为通过灯泡L1和L2的电流随两端电压变化的关系曲线.现将两灯连入如图乙所示的电路中,电流表的量程是0~0.6A,在保证电路安全的情况下,要使其中一只灯泡正常发光,电源电压是多少?电路消耗的总功率为多少?10.如图所示,电源电压保持不变,灯泡上标有“12V6W”,定值电阻R1=120Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”,电压表的量程选用“0~3V”.断开S2,闭合S和S1,滑片P移到B端,灯泡刚好正常发光.(1)将滑片P移到B端,三个开关都闭合,1min内电路消耗的电能是多少?(2)断开S1,闭合S和S2,在安全前提下,调节滑片P的过程中,电路的最小功率是多少?11.如图所示电路中,滑动变阻器铭牌上标有“50Ω1A”字样,电压表量程为0~15V.闭合开关S1、S2,断开开关S3,调节变阻器滑片P至某位置,电压表示数为6.0V,电流表示数为0.50A,灯泡正常发光;再闭合开关S3,电流表示数变为0.75A.(1)求变阻器接入电路的阻值;(2)求灯泡的额定功率;(3)只闭合开关S1、S2,改变电源电压并移动滑片P,使电路安全工作,求电路在10s内消耗的最大电能.答案解析一、选择题1.C【解题思路】由电路图可知,闭合开关S1和S2时,定值电阻R与灯泡L并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流.当断开开关S2时,电路为灯泡L的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过L的电流,因电源电压保持不变,所以,电压表的示数不变,故B错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过灯泡L的电流不变,灯L仍然正常发光,故A错误;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路的总电流变小,即电流表的示数变小,故C正确;由P=UI可知,电路的总功率减小,故D错误.故选C.2.B【解题思路】电路中灯泡与滑动变阻器串联,电压表测电源电压,故电压表示数不变,电流表测电路中的电流,当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,故电路中的电流增大,根据P=UI可知,电路总电功率也增大,小灯泡的功率P L=I2R L也增大,故小灯泡变亮,选项A、C、D错误,B正确.3.B【解题思路】由题图知,闭合开关S,R0与湿敏电阻串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测电路中的电流.已知湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,故当叶片的含水量升高时,电路中的总电阻增大,电流减小,电流表示数减小,定值电阻R0两端的电压减小,电压表示数减小,故A、C错误,B正确;由于电源电压不变,电路中的电流减小,由P=UI可知,电路的总功率减小,D错.5.D【解题思路】R和L串联,则通过它们的电流相等,由图像可知,当I=0.3A时,U R=3V,U L=5 V,它们两端的电压之和等于电源电压8V,它们的电功率之比P R∶P L=U R I∶U L I=U R∶U L=3V∶5V=3∶5.故选D.。
《电功率之动态电路图像图表》1.如图所示是小明制作的一只模拟调光灯.电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V.闭合开关,回形针在铅笔芯最右端时,灯泡两端的电压为0.6V,流过灯泡的电流为0.1A.向左移动回形针,小灯泡正常发光时,流过灯泡的电流为0.3A.求:(1)小灯泡正常发光时的电阻;(2)回形针在最右端时,铅笔芯接入电路的电阻;(3)小灯泡正常发光时,铅笔芯5min内消耗的电能.2.如图所示的电路,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
闭合开关,当滑动变阻器的滑片P滑到a端时,小灯泡完全熄灭,电流表的示数为0.3 A;当滑动变阻器的滑片P 滑到b端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.8 A。
求:(1)电源电压。
(2)灯泡正常发光1min消耗的电能。
(3)灯泡正常发光时,电路的总电阻。
3. 如图所示电路,灯L标有“3V 0.9W”,滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”的字样,电压表量程为0~3V,则灯L正常工作时的电流为________A.若电源电压为4.5V,为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是_________。
4.如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙,则可判断电源电压是 V,定值电阻R的阻值是Ω,定值电阻能达到的最大功率为 W5.如图15a所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流I的变化关系如图15b所示.求:(1)电源的电压.图15a 图15b(2)变阻器的最大阻值.示数的变化范围.(3)电压表V1(4)通过计算分析变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中,电阻R消耗的电功率变化情况.6.浴霸是安装在浴室内供取暖和照明的家用电器,某品牌浴霸的铭牌和简化电路如图14所的红外线取暖灯220V 50HZ(1)浴霸工作时,为了使取暖功率达到最大值,应闭合的开关是(2)照明灯工作时,它的电阻是多大?(3)三灯同时正常工作半小时,消耗多少电能?7. 小华用如图所示的电路测小灯泡功率.电路中电源电压恒为4.5V,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 lA”,灯泡标有“2.5V1.25W”字样。
《电功率》专题——动态电路一、开关引起的动态问题1、如图所示,电源电压保持不变,R1、R2为阻值未知的定值电阻。
在闭合开关S的情况下,断开S1时,电压表的读数U1=4V,电流表读数I1=0.1A;闭合S1时,电压表的读数U1′=6V.求:(1)电源电压U;(2)定值电阻R1、R2的阻值;(3)闭合开关S的情况下,S1断开与闭合时电路中的电功率之比.2、如图所示,电源电压保持不变,灯泡L2标有“24V 12W”。
开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为1A,电压表的示数为12V,灯泡L1正常发光。
不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响。
(1)灯泡L1的额定功率.(2)在10s内,灯泡L1正常发光时消耗的电能.(3)灯泡L2的电阻.(4)当开关S1、S2都闭合时,求电流表的示数和灯泡L2的实际功率.3、如图所示,电源电压保持不变,电灯L上标有“6V12W”字样,当开关S1闭合,S2断开时,电灯恰好正常发光,电压表读数为4V,求:(1)电源电压和电阻R0的阻值。
(2)当开关S1、S2都闭合时,电阻R0消耗的功率是多少?二、滑变引起的动态问题4、如图(甲)所示,是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),由图象可知()A.将滑片P从a端移至b端时,电流表和电压表的示数都变小B.该电路的电源电压为6VC.该电路的最小功率0.3WD.R0的电功率变化范围为0﹣1.8W5、如图所示,滑动变阻器的最大阻值是20Ω,当滑片P移到到最右端B时,闭合开关,电压表示数为2V,电流表示数为0.2A,电源电压保持不变,求:(1)R的阻值;(2)电源的电压;(3)滑片P移动过程中,R消耗的最大功率.6、如图所示,电源电压为12V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大值为18Ω,定值电阻RO为24Ω,小灯泡上标有“6V 3W”字样。
求(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少?(2)S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?(3)S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片到何处时,整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少?7、如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“3 V 1.5 W”的字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~70 Ω,定值电阻R2的阻值为30 Ω。
电功率图像问题探讨作者:***来源:《中学教学参考·理科版》2022年第05期[摘要]物理图像是物理课程体系的重要组成部分,其中电功率的图像问题是教学的重点和中考命题的热点。
如何正确理解动态电路中电功率与电流、电压、电阻等物理量之间的函数关系、图像关系是物理教学的难点。
掌握这些物理量之间的函数、图像关系,对解决初中物理电功率问题至关重要。
[关键词]电功率;物理图像;初中物理[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2022)14-0051-03电功率及其相关知识是初中物理教学的重点,电功率是比较抽象的概念,而初中生的思维主要以形象思维为主,需要以具体事例、数据、图像帮助他们理解电功率问题。
图像采用数学中的函数关系来表现物理规律,能够直接反映某个物理量随着另一个物理量变化的关系,将原本抽象的内容图像化,从而使物理量之间的关系变得更直观、更容易理解。
利用图像信息分析电功率问题不但可以化繁为简、化难为易,而且能培养学生分析与解决问题的能力,提高学生对电学知识的综合运用能力。
一、从一道广东省中考题说起2020年广东省中考物理第22题,从知识角度看主要考查欧姆定律、电功率的计算式[P=UI]及推导式的应用。
从能力角度看,主要考查分析物理情境建立物理模型的能力、信息获取能力和计算能力。
题目的难点主要集中在第(4)问。
现结合具体题目进行分析。
[题目](2020年广东省中考物理第22题)小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。
他猜想:台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小,为此他设计了如图1甲所示的电路进行探究,已知电源电压为4 V并保持不变,电压表(0~3 V)2个,电流表(0~0.6 A),滑动变阻器规格为“20 Ω,1 A”,小灯泡L标有“2.5 V,1.25 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
(1)电路中[a]是表,[b]是表;(2)实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为 A;(3)根据实验数据,绘制出滑动变阻器的功率[PR]与小灯泡的电功率[PL]的关系图像如图1乙所示,由图可知:小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率 ;(4)假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的1/4,在确保电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的电功率变化范围是从 W至 W。