2023年中考物理難點(diǎn)提高篇-功率極值計算

2023年中考物理難點(diǎn)提高篇一功率極值計算

計算題(共12小題)

1.如圖所示電路中，電源電壓恒定，定值電阻Rz=10Q,滑動變阻器R”標(biāo)有"60。，1A”的字樣，只閉

合S”電流表的示數(shù)為0.3A。

(1)求電源電壓U；

(2)閉合開關(guān)Si、S2,電流表的示數(shù)為0.35A時，求R接入電路的阻值；

(3)閉合開關(guān)&、S2,在保證電路安全的條件下，調(diào)節(jié)滑動變阻器可以改變電路消耗的電功率，求整個

電路消耗的最小電功率P。

2.如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)8、S2,將滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡正常發(fā)光,

電壓表V的示數(shù)為6V,電流表A。的示數(shù)為0.4A。只閉合開關(guān)Si,將滑動變阻器的滑片P移到b端時,

電流表A的示數(shù)為0.2A,燈泡的實際功率為0.4W(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)。求：

(1)電阻艮的阻值；

(2)燈泡L的額定功率；

(3)通過開關(guān)的通斷和移動滑片P,該電路總功率的最小值和總功率的最大值之比。

代丁1■?廠即

3.如圖甲所示是定值電阻R。和標(biāo)有“6V6W”燈泡L的信息圖像。將它們接入圖乙所示的電路，其中電源

電壓不變，滑動變阻器R最大阻值為8。，當(dāng)只閉合開關(guān)S、S?滑片P位于R最右端時燈泡L的實際功

率為1W?求：

(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻；

(2)電源電壓；

(3)R。的電阻大小為多少？當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2,電路消耗的最小電功率是多少？

4.夜龍匯游是順德群眾喜聞樂見的節(jié)目。小明制作了一個龍舟模型，用紅、綠燈做眼睛，并設(shè)計如圖的電

路來調(diào)節(jié)亮度和眨眼，紅、綠燈L、1_2分別標(biāo)有“6V,6W”“6V,3W”字樣。電壓表量程有0?3V和0?

15V,滑動變阻器最大阻值為100Q,電源電壓U=18V。(燈絲電阻不變)求：

(1)紅燈L正常工作時的電流；

(2)閉合S?、斷開&,1_2正常工作時，滑動變阻器接入電路的阻值；

(3)在電路安全的前提下，該電路的最小電功率。

5.小胡同學(xué)是個生活的有心人，他觀察發(fā)現(xiàn)生活中的許多電熱器都有多個擋位，于是他利用電壓恒為10V

的電源和兩個定值電阻，設(shè)計了如圖所示的電路來探究電熱器的多擋位問題。已知Ri=Rz=20。。請解

答以下問題：

(1)通過斷開閉合不同的開關(guān)這個電路最多有幾種不同功率的擋位？

(2)S3斷開，Si、Sz閉合時，通電5min電路消耗的電能；

(3)該電路的最大功率和最小功率之比。

6.如圖所示的電路中，電源電壓不變，Ri=36Q,小燈泡標(biāo)有9V2.25W”(小燈泡燈絲電阻阻值不變)，滑

動變阻器R2標(biāo)有*'20000.5A”，電流表的量程是0?0.6A,電壓表的量程是0?15V。當(dāng)只斷開S?時，

電流表示數(shù)為0.5A。求：

(1)電源電壓為多少？

(2)只閉合S,時，小燈泡消耗的電功率為多少？

(3)只閉合S2時，在保證電路安全的情況下，當(dāng)電路的總電功率最小時，滑動變阻器的電功率是多少？

7.如圖甲所示電路，電源電壓恒為4.5V,滑動變阻器R的規(guī)格為“25Q1A",電流表量程選擇“0?0.6A”,

電壓表量程選擇“。?3V"。小燈泡L上標(biāo)有“3V”字樣，小燈泡的I-U圖象如圖乙所示。求：

(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻值；

(2)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在保證電路安全的情況下，滑動變阻器接入電路的最小電阻值;

(3)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在保證電路安全的情況下，小燈泡的最小電功率。

8.在如圖所示電路中，電源電壓為18V且保持不變，電阻R的阻值為12。，滑動變阻器R?標(biāo)有“100。1A"

字樣，閉合開關(guān)S,移動滑片P至某位置時，電流表示數(shù)為0.5A。

(1)求此時電阻R兩端的電壓5。

(2)若電流表量程為0?0.6A,電壓表量程為0?15V。閉合開關(guān)S,移動滑片P,在電路安全工作的情

況下，旦的最大電功率為多少？

9.如圖所示，電源電壓恒為4V,電壓表量程為“。?3V”，電流表量程為“0?0.6A”，滑動變阻器規(guī)格為“20

Q1A"，小燈泡L標(biāo)有“2.5V1.25W”的字樣(燈絲電阻不變)。若通過小燈泡L的電流不超過額定電流，

電流表、電壓表不能超過量程，則移動滑動變阻器的滑片，求：

(1)滑動變阻器連入電路的阻值的變化范圍；

(2)小燈泡的實際電功率的變化范圍。

10.某實驗小組的同學(xué)想要探究滑動變阻器在電路中的作用，設(shè)計了如圖所示的電路。已知電源電壓不變,

燈泡L(其阻值會隨溫度改變而改變)標(biāo)有“2.5V,0.3A”字樣。當(dāng)只閉合開關(guān)S”滑動變阻器的滑片

置于最右端時，電壓表的示數(shù)為3V,R的功率為區(qū)；將滑動變阻器的滑片置于最左端時，電流表的示數(shù)

為0.3A,R的功率為P2,已知巴：P2=1：4?當(dāng)同時閉合開關(guān)S,和S?時，移動滑動變阻器的滑片至某一

位置時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.2A。求：

(1)燈泡L的額定功率；

(2)滑動變阻器的最大阻值；

(3)在有電流通過燈泡L的情況下，燈泡L的最小功率與最大功率之比。

11.如圖甲所示的電路，小燈泡L標(biāo)有“6V,3.6Wn,R為滑動變阻器，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，

滑片P從b端移到a端的過程中，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙所示。(不計溫度對燈絲電

阻的影響)求：

(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻；

(2)電源電壓；

(3)當(dāng)滑片P滑到中點(diǎn)時，小燈泡L的實際功率是多少；

(4)若電壓表的量程為0?3V,電流表的量程為0?0.6A,為保證電路安全，該電路電功率的變化范圍。

12.如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“3V,0.9W”字樣，忽略溫度對小燈泡電阻的影響，R,

是阻值為50。的定值電阻，電流表的量程為。?0.6A,電壓表的量程為。?3V,滑動變阻器R2的規(guī)格為

11?,1A”。當(dāng)只閉合開關(guān)S2時，小燈泡恰好正常發(fā)光，求：

(1)小燈泡的阻值是多大；

(2)電源電壓是多少；

(3)在不損壞各電路元件的情況下，若閉合所有開關(guān)，滑動變阻器R,消耗的最大功率和最小功率之比

為6：5。當(dāng)只閉合開關(guān)S3時，小燈泡L消耗的最小電功率是多少？

參考答案

計算題(共12小題)

1.如圖所示電路中，電源電壓恒定，定值電阻Rz=10Q,滑動變阻器R”標(biāo)有“60。，1A”的字樣，只閉

合&,電流表的示數(shù)為0.3A。

(1)求電源電壓U；

(2)閉合開關(guān)&、S2,電流表的示數(shù)為0.35A時，求R接入電路的阻值；

(3)閉合開關(guān)S八S2,在保證電路安全的條件下，調(diào)節(jié)滑動變阻器可以改變電路消耗的電功率，求整個

電路消耗的最小電功率P。

【解答】解：(1)只閉合S“電路為比的簡單電路，電流表測電路中的電流,

此時電流表的系數(shù)為0.3A,由歐姆定律"可知，電源電壓為U=12R2=0.3AX10Q=3V；

R

(2)閉合開關(guān)S,、S2,電阻R、R2并聯(lián)，電流表測干路電流，此時示數(shù)為0.35A,

因并聯(lián)電路中各支路互不影響，則通過Rz的電流仍為0.3A,

根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過井的電流為h=l-l2=0.35A-0.3A=0.05A,

由歐姆定律I」?可知，R接入電路的阻值:U_^L_

R==60。；

R1-0.05A

(3)電源電壓不變，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值最大時，總電阻最大，干路中電流最小，由(2)的

解答可知，變阻器R接入電路的阻值最大為60Q時，干路電流最小為0.35A,

則整個電路消耗的最小電功率：Pmi?=UI-3VX0.35A=1.05W。

答：(1)電源電壓為3V；

(2)閉合開關(guān)&、S2,電流表的示數(shù)為0.35A時，R的阻值為60Q；

(3)閉合開關(guān)&、S2,在保證電路安全的條件下，整個電路消耗的最小電功率為1.05W。

2.如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S八S2,將滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡正常發(fā)光,

電壓表V的示數(shù)為6V,電流表A2的示數(shù)為0.4Ao只閉合開關(guān)S?將滑動變阻器的滑片P移到b端時,

電流表A的示數(shù)為0.2A,燈泡的實際功率為0.4W(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)。求：

(1)電阻％的阻值；

(2)燈泡L的額定功率；

(3)通過開關(guān)的通斷和移動滑片P,該電路總功率的最小值和總功率的最大值之比。

【解答】解：(1)閉合開關(guān)S,、S2,將滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡L與定值電阻R并聯(lián)，電

流表心測外支路的電流，電壓表測電源兩端的電壓，電壓表的示數(shù)為6V,則電源電壓U=6V；

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，

所以，由|=旦可得，電阻R的阻值：

I

Ri=二-=-07_.=15Q；

h0.4A

(2)只閉合開關(guān)S?將滑動變阻器的滑片P移到b端時，Rz的最大阻值和燈泡L串聯(lián)，電流表4測電

路中的電流，

由P=UI可得，燈泡兩端的電壓：

u=P.k=0.4W=?v,

I0.2A

由1=旦可得，燈泡的電阻：

R

RL=-HL=-2——=1OQ,

I0.2A

因閉合開關(guān)8、S2,將滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡正常發(fā)光，由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知燈

泡的額定電壓等于電源電壓，

所以，燈泡L的額定功率：

尤額

=尤=(6V)2

PlSi==3.6W；

410Q

(3)所有開關(guān)閉合時，該電路為并聯(lián)電路；當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為0時，通過燈泡的電流最大，

干路中的電流最大，此時電路的總功率是最大的；

此時電阻氐的電功率為：Pi=Uli=6VX0.4A=2.4W；

燈泡正常發(fā)光，則燈泡的功率為：PL額=3.6W；

電路的最大功率為：P大=P,+PL頹=2.4W+3.6W=6W；

只閉合開關(guān)S“將滑動變阻器的滑片P移到b端時，該電路為串聯(lián)電路，此時電路的總電阻最大，總功

率最小，此時電路中的電流為1=0.2A；

則最小功率為：P,b=UI=6VX0.2A=1.2W?

則該電路總功率的最小值和總功率的最大值之比為：1.2W：6W=1：5

答:(1)電阻R的阻值為15Q；

(2)燈泡L的額定功率為3.6W；

(3)通過開關(guān)的通斷和移動滑片P,該電路總功率的最小值和總功率的最大值之比為1:5o

3.如圖甲所示是定值電阻R。和標(biāo)有“6V6W”燈泡L的信息圖像。將它們接入圖乙所示的電路，其中電源

電壓不變，滑動變阻器R最大阻值為8。，當(dāng)只閉合開關(guān)S、S?滑片P位于R最右端時燈泡L的實際功

率為1Wo求：

(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻；

(2)電源電壓；

(3)R。的電阻大小為多少？當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2)電路消耗的最小電功率是多少？

AI/A

(1)根據(jù)P=正得燈泡正常發(fā)光時的電阻為R尸@)2=6Q.

RP額6W

(2)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S,,滑片P位于R最右端時，燈泡L與滑動變阻器R的最大阻值串聯(lián)，

燈泡L的實際功率為1W,由圖甲可得，此時燈泡兩端的電壓Ui=2V,通過的電流li=O.5A時符合要求，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，滑動變阻器兩端的電壓UR=IRR=IIR=0.5AX8O=4V；

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以電源電壓：U=UL+UR=2V+4V=6V；

(3)由圖甲可知，U0=2V時，通過的電流l°=0.2A,由歐姆定律可得R。的阻值為：咫=員=_@_=

Io0.2A

10Q；

當(dāng)S、S2閉合時，R。與R串聯(lián)，滑片移到最右端時，電路的總電阻最大，電路的總功率最小，

電路的最大總電阻為：R,9=RO+R=1OQ+8Q=18Q,

22

則電路的最小功率為：p.i產(chǎn)工=?電=2w°

R總18。

答：(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻為6。；

(2)電源電壓為6V；

(3)R。的電阻大小為1OQ;當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2,電路消耗的最小電功率為2W。

4.夜龍匯游是順德群眾喜聞樂見的節(jié)目。小明制作了一個龍舟模型，用紅、綠燈做眼睛，并設(shè)計如圖的電

路來調(diào)節(jié)亮度和眨眼，紅、綠燈L、Lz分別標(biāo)有"6V,6W”“6V,3W"字樣。電壓表量程有。?3V和0?

15V,滑動變阻器最大阻值為1OOQ,電源電壓U=18V。(燈絲電阻不變)求：

(1)紅燈L正常工作時的電流；

(2)閉合S2、斷開S”Lz正常工作時，滑動變阻器接入電路的阻值；

(3)在電路安全的前提下，該電路的最小電功率。

【解答】解：(1)紅燈L標(biāo)有“6V,6W”正常工作時，紅燈L正常工作時的電流：I=11強(qiáng)=里1=驍，

1敢U1額6V

紅燈L的電阻：4=［迺=空=60；

11額1A

(2)閉合S2,斷開S”變阻器R與1_2串聯(lián)，綠燈Lz正常工作時的電流：I整趣_=W!L=O.5A，

/敬比額6V

綠燈Lz的電阻：1^=!遒=_叟_=12。，

12額0?5A

串聯(lián)電路中電流處處相等，I=l2顫=0.5A,

此時電路中的總電阻：R,&=￡=J8L=36Q,滑動變阻器接入電路的電阻阻值：R=R.a-R2=36Q-

I0.5A

120=240；

(3)電源電壓不變，當(dāng)電路的電流最小時，也就是電路的總阻值達(dá)到最大時，電路的電功率達(dá)到最小，

R,<R2,因此只閉合Sz,l_2接入電路與變阻器串聯(lián)，同時考慮安全問題，電壓表的量程最大15V,G兩端

電壓：U2=18V-15V=3V,

通過L2的電流：i=獸—關(guān)=o.25A，

乙1\21/

由串聯(lián)電路的電流規(guī)律規(guī)律可知。電路中的最小電流：Kn=l2=0.25A,

電路最小功率為：P=Ulmin=18VX0.25A=4.5W.

答：(1)紅燈L正常工作時的電流1A；

(2)閉合Sz、斷開&,1_2正常工作時，滑動變阻器接入電路的阻值是24Q；

(3)在電路安全的前提下，該電路的最小電功率是4.5W。

5.小胡同學(xué)是個生活的有心人，他觀察發(fā)現(xiàn)生活中的許多電熱器都有多個擋位，于是他利用電壓恒為10V

的電源和兩個定值電阻，設(shè)計了如圖所示的電路來探究電熱器的多擋位問題。已知R,=R2=20QO請解

答以下問題：

(1)通過斷開閉合不同的開關(guān)這個電路最多有幾種不同功率的擋位？

(2)S3斷開，S,、力閉合時，通電5min電路消耗的電能；

(3)該電路的最大功率和最小功率之比。

Tj2

(1)由圖可知，當(dāng)S2閉合，SMS3斷開時，兩電阻串聯(lián)，總電阻最大，根據(jù)P=t知此時總功率最小;

當(dāng)Sz斷開，Si、S3閉合時，兩電阻并聯(lián)，總電阻最小，根據(jù)P=a知此時總功率最大，

R

當(dāng)S3斷開，Si、&閉合時，電阻R1被短路，只有Rz連入電路，電阻較大，根據(jù)P=U-知總功率較??；

R

當(dāng)S,斷開，Sz、S3閉合時，電阻R2被短路，只有R1連入電路，電阻較大，由于R與R2的阻值相同，根據(jù)

P=U_知此時總功率與S3斷開，S八S2閉合時相同；

R

所以該電路最多有3種不同功率的擋位；

(2)當(dāng)S3斷開，SlvS2閉合時，電阻R被短路，只有R2連入電路，

22

則通電5min電路消耗的電能：W2=Lt=..(l°V)X5X60s=1500J；

R220Q

(3)兩電阻串聯(lián)時，總功率最小，則電路的最小功率為：

P最產(chǎn)衛(wèi)2_=(則)2_

R1+R220Q+20Q

兩電阻并聯(lián)時，總功率最大，則電路的最大功率為：

P畛=或+止=(10V)2+(10V)2=mw,

RiR220020Q

該電路的最大功率和最小功率之比：

F最大=10W=」.1

P最小西T,°

答：(1)通過斷開閉合不同的開關(guān)這個電路最多有3種不同功率的擋位；

(2)S3斷開，Si、S2閉合時，通電5min電路消耗的電能為1500J；

(3)該電路的最大功率和最小功率之比為4：1。

6.如圖所示的電路中，電源電壓不變，Ri=36Q,小燈泡標(biāo)有9V2.25W”(小燈泡燈絲電阻阻值不變)，滑

動變阻器Rz標(biāo)有“200Q0.5A”，電流表的量程是0?0.6A,電壓表的量程是。?15V。當(dāng)只斷開S?時，

電流表示數(shù)為0.5A。求：

(1)電源電壓為多少？

(2)只閉合&時，小燈泡消耗的電功率為多少？

(3)只閉合S?時，在保證電路安全的情況下，當(dāng)電路的總電功率最小時，滑動變阻器的電功率是多少？

【解答】解：(1)當(dāng)只斷開S2時，電路為R的簡單電路，燈泡L被短路;

由歐姆定律可知，電源電壓：U=IR,=0.5AX36Q=18V；

(2)只閉合$時，燈泡L與R串聯(lián)，

由P=UI可知：燈泡的額定電流：I.=.=2-25W=O.25A,

U額9V

由歐姆定律可知，燈泡的電阻：R=酶=_=360,

I額0.25A

由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知，此時電路中的電流：1'=—y—=—=0.25A,

RL+Rt36Q+36Q

小燈泡消耗的電功率：PL=I'2RO=(0.25A)2X36Q=2.25W；

(3)只閉合力時，燈泡L與R2串聯(lián)，電壓表測R,兩端的電壓，電流表測電路中的電流；

因為電壓表的量程為0?15V,所以滑動變阻器兩端的最大電壓U滑大=15V,

由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，燈泡兩端的電壓：U-j、=U-U滑大=18V-15V=3V,

電路中最小電流：I最小=也?=_頭=」3,

RL36012

此時滑動變阻器接入電路的電阻：R滑=巴隹=羋匕=180。＜2000,因此電路中的最小電流能達(dá)到

I最小—A

12

AA,根據(jù)P=UI可知，此時電路的總功率最小，則滑動變阻器的最小電功率：

12

P星小=U滑大IgM、=15VxJ^A=1.25W。

12

答：(1)電源電壓為18V；

(2)只閉合S,時，小燈泡消耗的電功率為2.25W；

(3)只閉合Sz時，在保證電路安全的情況下，當(dāng)電路的總電功率最小時，滑動變阻器的電功率是1.25W。

7.如圖甲所示電路，電源電壓恒為4.5V,滑動變阻器R的規(guī)格為“25Q1A"，電流表量程選擇“。?0.6A”，

電壓表量程選擇“。?3V"。小燈泡L上標(biāo)有“3V”字樣，小燈泡的I-U圖象如圖乙所示。求：

(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻值；

(2)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在保證電路安全的情況下，滑動變阻器接入電路的最小電阻值;

(3)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在保證電路安全的情況下，小燈泡的最小電功率。

【解答】解：(1)小燈泡L上標(biāo)有“3V”字樣，由乙圖知燈泡的額定電流為0.25A；

根據(jù)I=旦可得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻值：

R

RI=_E^_=_'迎_=120；

I額0.25A

(2)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在保證電路安全的情況下，滑動變阻器接入電路的電阻值越小，電流越

大，根據(jù)電流表量程為0-0.6A,燈泡的額定電流為0.25A,

故電流允許的最大電流為lmax=0.25A；此時燈泡的電壓U[=3V；

滑動變阻器接入電路的電阻最小為：

R,小=.=吧=4.5V-3V=6Q；

【max【max625A

(3)由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻最大時，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,

滑動變阻器兩端的電壓最大時，燈泡兩端的電壓最小，而且此時流過小燈泡的電流也最小，即電流表的

示數(shù)最?。患串?dāng)電壓表的示數(shù)為3V時，小燈泡的電功率最小，此時小燈泡兩端的電壓為：

U.=U-U潸=4.5V-3V=1.5V,

由圖乙可知，此時流過小燈泡的最小電流是0.15A,小燈泡的最小功率是

PL=ULIL=1.5VX0.15A=0.225WO

答：(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻值12Q；

(2)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在保證電路安全的情況下，滑動變阻器接入電路的最小電阻值6Q；

(3)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在保證電路安全的情況下，小燈泡的最小電功率0.225W。

8.在如圖所示電路中，電源電壓為18V且保持不變，電阻氐的阻值為12Q,滑動變阻器R2標(biāo)有“100。1A"

字樣，閉合開關(guān)S,移動滑片P至某位置時，電流表示數(shù)為0.5A。

(1)求此時電阻氐兩端的電壓5。

(2)若電流表量程為。?0.6A,電壓表量程為0?15V。閉合開關(guān)S,移動滑片P,在電路安全工作的情

況下，區(qū)的最大電功率為多少？

【解答】解：由電路圖可知，R.vR?串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量”兩端電壓；

(1)由l=U可得，Ri兩端電壓：Ui=IR,—0.5AX12Q—6V,

R

(2)當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時，電路電流：\'=21^=J5V=1.25A,

R1120

因串聯(lián)電路處處電流相等，且電流表量程為。?o.6A,滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,所以電路

允許的最大電流為：I大=0.6A,

R的最大電功率：R大=1大包=(0.6A)2X12Q=4.32W?

答：(1)此時電阻R兩端的電壓U,為6V。

(2)閉合開關(guān)S,移動滑片P,在電路安全工作的情況下，R,的最大電功率為4.32W。

9.如圖所示，電源電壓恒為4V,電壓表量程為“0?3V”，電流表量程為“0?0.6A”，滑動變阻器規(guī)格為“20

。1A"，小燈泡L標(biāo)有“2.5Vl.25W”的字樣(燈絲電阻不變)。若通過小燈泡L的電流不超過額定電流,

電流表、電壓表不能超過量程，則移動滑動變阻器的滑片，求：

(1)滑動變阻器連入電路的阻值的變化范圍；

(2)小燈泡的實際電功率的變化范圍。

【解答】解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測變阻器R兩端的電壓，電流表測電

路中的電流。

燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V,功率為1.25W,

因串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和，所以，燈泡正常發(fā)光時電壓表的示數(shù)U滑=11-UL=4V-2.5V=1.5V

<3V,

此時燈泡正常發(fā)光，即小燈泡的最大實際功率為1.25W,

由P=UI可得燈泡正常發(fā)光時的電流：IL=ZL=L25W=o.5A,

UL2.5V

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程“。?0.6A”，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,

所以，電路中的最大電流I大=IL=0.5A,

此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，則滑動變阻器接入電路的最小阻值：R滑小=?置=工里=3

I大0.5A

O；

當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，燈泡的實際功率

最小，

電壓表數(shù)最大為3V時，燈泡兩端的電壓為：UJ=11-Uv=4V-3V=1V,

燈泡的電阻：RL=—=->=50,

IL0.5A

此時通過電路的電流：I'=與一=』-=0.2A,

RL5Q

此時滑動變阻器接入電路的阻值：R滑大=上.=爭_=15Q,所以滑動變阻器連入電路的阻值變化范

I'0.2A

圍為3Q?15Q；

燈泡的最小功率：Pi，j、=(I小)2RL=(0.2A)2X5Q=0.2W,

所以，小燈泡的實際電功率變化范圍為0.2W~1.25W。

答：(1)滑動變阻器連入電路的阻值的變化范圍為3Q?15。；

(2)小燈泡的實際電功率的變化范圍0.2W~1.25Wo

10.某實驗小組的同學(xué)想要探究滑動變阻器在電路中的作用，設(shè)計了如圖所示的電路。已知電源電壓不變，

燈泡L(其阻值會隨溫度改變而改變)標(biāo)有“2.5V,0.3A"字樣。當(dāng)只閉合開關(guān)S1,滑動變阻器的滑片

置于最右端時，電壓表的示數(shù)為3V,R的功率為巴；將滑動變阻器的滑片置于最左端時，電流表的示數(shù)

為0.3A,用的功率為Pz,已知巴：P?=1：4。當(dāng)同時閉合開關(guān)S,和S2時，移動滑動變阻器的滑片至某一

位置時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為3V和0.2A。求：

(1)燈泡L的額定功率；

(2)滑動變阻器的最大阻值；

(3)在有電流通過燈泡L的情況下，燈泡L的最小功率與最大功率之比。

【解答】解：(1)燈泡L標(biāo)有"2.5V,0.3A"字樣，燈泡的額定電壓:Ug=2.5V,額定電流:I額=0.3A,

由電功率計算公式可得，燈泡的額定電功率：Psi-UgslSF-2.5VX0.3A=0.75W；

(2)只閉合開關(guān)S“移動滑片至最左端時，滑動變阻器接入電路的電阻為0,燈泡與R串聯(lián)，電流表的

ZF數(shù)為12=0.3A,

由于燈泡L標(biāo)有“2.5V,0.3A”字樣，則此時燈泡L正常發(fā)光，

根據(jù)燈泡的額定電壓可知此時燈泡L兩端的電壓為：5=2.5V,

則根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得電源電壓：

U=UL+I2R1=2.5V+0.3AXR,----------------------------①

閉合開關(guān)8和8,移動滑片至某一位置時，L短路，R八R2串聯(lián)，電壓表測量R2兩端的電壓，電壓表和

電流表的示數(shù)分別為S'=3V和I'=0.2A,

根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得電源電壓：

U=Uz'+1'Ri=3V+0.2R,----------------------------②

解①②得電源電壓U=4V,R,=5Q；

將滑動變阻器R2的滑片置于最右端，只閉合開關(guān)8時，燈泡與R2串聯(lián)，電壓表測量R?兩端的電壓,

R的功率為Pt；

已知Pi：?2=1：4,根據(jù)P=/R可得:

22

IIRI：I2RI=1：4,

所以，I1：I2=1:2,

即：I1=A|2=JLX0.3A=0.15A；

22

根據(jù)l=U可得滑動變阻器R2的最大值為：

R

R2=—=—3V.=20Q；

0.15A

(3)在只閉合S,時，燈泡才有電流通過，滑動變阻器比的滑片置于最右端時，滑動變阻器接入電路的

阻值最大，電路電流最小，燈泡的功率最小，此時滑動變阻器兩端的電壓為U?=3V,根據(jù)l=U可得RI

R

兩端電壓為：Ui=liRi=0.15AX5Q=0.75V,

根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和可得，燈泡兩端電壓為：

UL5E=U-UI-U2=4V-3V-0.75V=0.25V,

則燈泡的最小功率為：PE、=UL實h=0.25VX0.15A=0.0375W；

滑動變阻器R2的滑片置于最左端時，滑動變阻器接入電路阻值為零，電路電流最大，最大電流是0.3A,

燈泡正常發(fā)光，燈泡的功率最大，此時燈泡的功率為額定功率：

&大=P^=0-75W；

所以，燈泡的最小功率與最大功率之比為：

PL小=0.0375W=1：

PL大o.75W20°

答：(1)燈泡L的額定功率是0.75W；

(2)滑動變阻器的最大阻值是20。；

(3)在有電流通過燈泡L的情況下，燈泡L的最小功率與最大功率之比為1：20。

11.如圖甲所示的電路，小燈泡L標(biāo)有“6V,3.6W”，R為滑動變阻器，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，

滑片P從b端移到a端的過程中，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的關(guān)系圖像如圖乙所示。(不計溫度對燈絲電

阻的影響)求：

(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻；

(2)電源電壓；

(3)當(dāng)滑片P滑到中點(diǎn)時，小燈泡L的實際功率是多少；

(4)若電壓表的量程為0?3V,電流表的量程為。?0.6A,為保證電路安全，該電路電功率的變化范圍。

【解答】解：(1)小燈泡L標(biāo)有“6V3.6W"，表示燈的額定電壓為6V,燈的額定功率為3.6W,根據(jù)P=

工匕，燈正常發(fā)光時的電阻：

R

RL=~H^=@)2=100；

PL3.6W

(2)滑片P從b端移到a端的過程中，變阻器連入電路中的電阻從最大到為0,根據(jù)分壓原理，電壓表

示數(shù)從最大到變?yōu)?,

由圖乙知，P在b點(diǎn)時，電壓表示數(shù)為4V,對應(yīng)的電流為0.2A；

P在a點(diǎn)時，電壓表示數(shù)為0V,對應(yīng)的電流為0.6A,

P在a點(diǎn)時，為燈的簡單電路，由歐姆定律，電源電壓：

U=IORL=0.6AX10Q=6V；

(3)P在b點(diǎn)時，根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)，變阻器的最大電阻：

3件=-y-一凡=_§^_-10Q=20Q,

Ib0.2A

當(dāng)滑片P滑到中點(diǎn)時，變阻器連入電路中的電阻：

R中=0.5R滑=0.5X20Q=10Q,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律，此時電路中的電流：

I中=-------=-----變----=0.3A,

瓦+R中10Q+10Q

燈的實際功率：

P燈=1中？XRL=(0.3A)2X10Q=0.9WO

(4)圖乙可知l，=0.6A,電路消耗的最大功率：Pi=Uli=6VX0