滬科版九年級物理專項素養(yǎng)綜合練(六)電功率的圖像極值專題課件

專項素養(yǎng)綜合全練(六)電功率的圖像、極值專題1.(跨學(xué)科·數(shù)學(xué))(2024黑龍江龍江期末)燈泡L與定值電阻R組

成的電路如圖甲,L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B。閉

合開關(guān)S,L正常發(fā)光,電路的總功率為4.8W,此時燈泡L的

(

)

A.電壓為7V

B.電流為0.3AC.電阻為20Ω

D.功率為3W類型一電功率的圖像問題D解析

圖甲中,燈泡和電阻并聯(lián),閉合開關(guān)S,L正常發(fā)光,電路

的總功率為4.8W,因并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,根據(jù)

圖乙可知,在電壓為6V時,通過燈泡的電流IL=0.5A,通過電

阻R的電流IR=0.3A,則干路中的電流:I=IL+IR=0.5A+0.3A=0.8A,此時的總功率:P=UI=6V×0.8A=4.8W,滿足題中要求;所以此時燈泡L兩端的電壓為6V,通過燈泡的電流IL=0.5A,

A、B錯誤;此時燈泡的電阻:RL=

=

=12Ω,C錯誤;燈泡的功率:PL=UIL=6V×0.5A=3W,D正確。故選D。2.(跨學(xué)科·數(shù)學(xué))(2023黑龍江龍東地區(qū)中考)如圖甲所示的電

路中電源電壓不變,小燈泡L的額定電壓為24V,當(dāng)把滑片P

滑到最左端時,小燈泡恰好正常發(fā)光。圖乙為通過燈泡L的

電流與其兩端電壓的關(guān)系,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻

為

Ω。調(diào)節(jié)滑動變阻器R,當(dāng)其連入電路的阻值是

Ω時,小燈泡的實際功率為3.6W。6040解析

由圖甲可知,小燈泡與滑動變阻器串聯(lián),當(dāng)滑片P滑到

最左端時,電路為小燈泡的簡單電路,小燈泡恰好正常發(fā)光,

則小燈泡的額定電壓等于電源電壓,即U額=U=24V;由圖乙

知,小燈泡的額定電流為I額=0.4A,小燈泡正常發(fā)光時燈絲的

電阻RL=

=

=60Ω。由圖乙知,當(dāng)小燈泡兩端的電壓為12V,通過它的電流為0.3A時,其電功率P=ULIL=12V×0.3A=3.6W,恰好滿足條件;則此時滑動變阻器兩端的電壓U'=U-UL

=24V-12V=12V,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點知,通過滑動變

阻器的電流I'=IL=0.3A,滑動變阻器連入電路的阻值R'=

=

=40Ω。類型二電功率的極值問題3.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2023山東濰坊中考)(多選)某同學(xué)連接

了如圖所示電路,電源電壓恒為18V,電壓表量程為“0~15

V”,電流表量程為“0~0.6A”,滑動變阻器規(guī)格為“100Ω

1A”,小燈泡標(biāo)有“6V

3W”字樣。不考慮燈絲電阻

的變化,在確保電路安全的情況下,下列說法正確的是

(

)A.電路允許通過的最大電流是0.5AB.電壓表示數(shù)的變化范圍是3~6VC.小燈泡消耗電功率的最小值是0.75WD.滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是24~100ΩAC解析

由圖可知,小燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量滑動

變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;由P=UI可知,

小燈泡的額定電流:IL=

=

=0.5A,根據(jù)小燈泡的額定電流、電流表的量程以及滑動變阻器的規(guī)格可知,電路允許通

過的最大電流I大=IL=0.5A,A正確;小燈泡兩端的最大電壓為

6

V,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知,滑動變阻器兩端的最小電壓:

=U-UL=18V-6V=12V,由于電壓表量程為“0~15V”,所以電壓表的示數(shù)最大為15V,則電壓表示數(shù)的變化范圍是

12~15V,B錯誤;由于滑動變阻器兩端的最大電壓為15V,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知,小燈泡兩端的最小電壓:UL小=

U-UR大=18V-15V=3V,由P=

可知,小燈泡的電阻:RL=

=

=12Ω,此時電路中的最小電流:I小=IL小=

=

=0.25A,小燈泡消耗的最小電功率:PL小=UL小IL小=3V×0.25A=

0.75W,C正確;滑動變阻器接入電路中的最大阻值:R大=

=

=60Ω,滑動變阻器接入電路的最小電阻:R小=

=

=24Ω,所以滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍為24~60Ω,D錯誤。4.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2023四川成都中考)(多選)如圖所示的

電路,電源電壓U恒定不變,R1=30Ω,R2=20Ω,滑動變阻器標(biāo)有

“100Ω

2A”字樣,電壓表量程為0~15V,電流表量程為0~

3A。當(dāng)滑動變阻器滑片移到最左端,開關(guān)S接通觸點1時,電

流表的示數(shù)為0.8A;當(dāng)開關(guān)S接通觸點2,為保障電路安全,滑

動變阻器接入電路的阻值為R';當(dāng)改變滑片位置、開關(guān)S接不

同觸點,在保障電路安全的情況下,電路工作的最大電流和最

小電流分別為I大和I小。下列計算正確的是

(

)AC

A.U=24VB.R'的范圍為0~100ΩC.I大∶I小=4∶1D.電路工作的最小功率P小≈4.4W解析

當(dāng)滑動變阻器滑片移到最左端,開關(guān)S接通觸點1時,只

有R1連入電路,電流表測量電路中電流,根據(jù)I=

可得電源電壓:U=I1R1=0.8A×30Ω=24V,A正確;當(dāng)開關(guān)S接通觸點2,滑動

變阻器和R2串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,當(dāng)滑動

變阻器連入電路的阻值為0時,電路中的電流I2=

=

=

1.2A,已知滑動變阻器允許通過的最大電流為2A,電流表量程為0~3A,則電路是安全的,所以滑動變阻器連入電路的最小

阻值為0;已知電壓表量程為0~15V,則當(dāng)電壓表的示數(shù)U滑大=

15V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,此時R2兩端的最

小電壓:

=U-U滑大=24V-15V=9V,則電路中的最小電流:I'=

=

=0.45A,根據(jù)歐姆定律可得變阻器接入電路中的最大阻值:R滑大=

=

≈33.3Ω,所以,R'的范圍為0~33.3Ω,B錯誤;因只有R1連入電路時電流為0.8A,只有R2連入電路

時電流為1.2A,已知滑動變阻器允許通過的最大電流為2A,電流表量程為0~3A,所以,電路中的最大電流為1.2A,即I大=

1.2A;當(dāng)滑動變阻器與R1串聯(lián),電壓表的示數(shù)U滑大'=15V時,變阻

器接入電路中的電阻最大,此時R1兩端的最小電壓:

=U-

U滑大'=24V-15V=9V,則電路中的最小電流:I″=