第二十一讲　电功率　第2课时　电功率的取值范围、图像

第一轮　中考考点梳理第五部分　电磁学第二十一讲　电功率第2课时　电功率的取值范围、图像,考点一电功率的取值范围如图所示电路中，灯泡L标有“3V0.9W”字样，滑动变阻器R上标有“50Ω1A”的字样，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，电源电压为4.5V。在保证电路中各元件安全工作的前提下，移动滑动变阻器滑片的位置，以调节灯泡L的亮度。（不计灯泡灯丝电阻的变化）求：,解：灯泡的额定电流：IL＝＝＝0.3A灯泡的电阻：RL＝＝＝10Ω比较电流表的量程、灯泡的额定电流、滑动变阻器允许通过的最大电流可知，电路中的最大电流为Imax＝0.3A，此时，电压表的示数最小，为Umin＝U－UL＝4.5V－3V＝1.5V滑动变阻器接入的阻值最小，为Rmin＝＝＝5Ω,灯泡L的功率最大，为PLmax＝PL＝0.9W电路总功率最大，为Pmax＝UI大＝4.5V×0.3A＝1.35W由电压表的量程可知，电压表示数的最大值Umax＝3V，此时电路中的电流最小，即电流表示数最小，为Imin＝＝＝0.15A滑动变阻器接入的阻值最大，为Rmax＝＝＝20Ω,灯泡L的功率最小，为PLmin＝RL＝（0.15A）2×10Ω＝0.225W电路总功率最小，为Pmin＝UImin＝4.5V×0.15A＝0.675W滑动变阻器的电功率：PR＝P总－PL＝UI－I2RL＝4.5I－10I2根据二次函数知识和电流范围可求得：0.45W≤PR≤0.50625W综上所述：,（1）滑动变阻器允许接入电路的阻值范围；解：（1）滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为5～20Ω；,（2）电流表和电压表示数的变化范围；解：（2）电流表示数的变化范围为0.15～0.3A，电压表示数的变化范围为1.5～3V；（3）灯泡L的功率变化范围；解：（3）灯泡L的功率变化范围为0.225～0.9W；,（4）电路总功率的变化范围；解：（4）电路总功率的变化范围为0.675～1.35W；（5）*滑动变阻器的电功率变化范围。解：（5）滑动变阻器的电功率变化范围为0.45～0.50625W。,学校科技节时，某同学设计了一种小鸟孵化器的电路模型，如图所示。在一般情况下，只需灯光照明，气温较低时，就需要发热电阻丝加热。电源电压为60V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“60Ω3A“的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡L标有”12V3.6W“的字样。求：,（1）灯泡正常发光时的电流；解：（1）由P＝UI可得灯泡正常发光时的电流：I＝＝＝0.3A,（2）只闭合开关S，灯泡恰好能正常发光，则电阻R1的阻值；解：（2）若只闭合开关S，R1与L串联，灯泡正常发光，则通过R1的电流：I1＝I＝0.3A由串联电路电压特点知，R1两端的电压：U1＝U－UL＝60V－12V＝48V由欧姆定律可得R1的阻值：R1＝＝＝160Ω,（3）开关S、S1、S2均闭合时，保证电路安全的情况下，滑动变阻器R2允许消耗的电功率的范围。解：（3）开关S、S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表A2测干路电流，由题意可知，当滑动变阻器R2＝60Ω时，消耗的电功率最小，为P2最小＝＝＝60W由欧姆定律可得通过R1的电流：,I1'＝＝＝0.375A因为电流表A2的量程为0～3A，所以通过R2的最大电流：I2＝－I1'＝3A－0.375A＝2.625A所以R2允许消耗的电功率的最大值：P2最大＝UI2＝60V×2.625A＝157.5W综上所述，滑动变阻器R2允许消耗的电功率的范围是60～157.5W。,考点二图像计算（2024·济宁）如图所示是一个灯泡L和一个定值电阻R的I－U图像。下列分析正确的是（D）DA.甲为灯泡L的I－U图线B.当电压为0时，L与R的阻值均为0C.将L和R并联在6V的电源两端，电路总电阻为36ΩD.将L和R串联在6V的电源两端，L的功率为0.24W,在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R'的规格为“20Ω0.5A”，闭合开关S后移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的情况下，使滑动变阻器R'接入电路的阻值范围最大，电路总功率P与电流表示数I的关系图像如图乙所示，已知某一时刻电压表示数达到量程的最大值。下列说法正确的是（D）DA.滑片向左移动的过程中，电压表的示数变小B.电源电压为1.5VC.定值电阻R的最大功率为3WD.滑动变阻器R'的阻值变化范围为6～14Ω,1.（2024·广安）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电流表量程是0～0.6A，电压表量程是0～3V。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中，滑动变阻器R和灯泡L的U－I图像分别如图乙所示，当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是（C）CA.电源电压为4VB.灯泡L正常发光时的电阻为6ΩC.电路中允许的最大功率为2.25WD.电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压（第1题图）