电功率(动态电路)综合计算

1、电功率综合计算（动态电路）学习目标1、滑动变阻器滑片移动引起电路电阻变化，电路电功率也随之变化问题。考查电功、电功率、电能表综合计算。2、巩固串、并联电路规律，考查学科间综合列一元一次方程和二元一次方程组解题。典例1、（2013四川自贡）如图是某电器设备内的一部分电路， 电源电压恒为12V , Ri为定值电阻，R2为标有“100 Q 0.5A ” 字样的滑动变阻器.R3为标有“3V 0.9W ”字样的定值电阻.（1）当开关同时闭合时，电流表的示数为 0.3A，求Ri 的阻值及这种情况下整个电路可能消耗的最小功率.2、（2013重庆）生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功后，小锐同学利用电压

2、为 6V的电源，两个阻值不同的定值电阻，如图15所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R1=10 Q,率知识 设计了R2=30Q,请计算：（1 ） S1、S2断开，S3闭合时，电路中的电流是多少 ？（2） S1断开，S2、S3闭合时，通电5min电路消耗的电能是多少 ？（3）该电路的最大功率和最小功率之比是多少3、（ 2013年福州）小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图19所示。她选用的电源不考虑灯泡温电压恒为12V，小灯泡上标有 6V 6W ”、滑动变阻器上标有 20 Q 2A ”字样。若 度对电阻的影响，闭合开关 s后。问：（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？（2）当滑动变阻器的滑

3、片 P在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少当滑动变阻器的滑片 P移到a端时，会出现的情况是什么？4、（2013泰安市）如图所示，电源电压恒定不变，电阻 Ri的阻值为5 Q,小灯泡上标有12V 6W ”字样，闭合开关S,SS（1 ）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的读数为1.7A，小灯泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。（2）当开关Si、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，求电流表的读数和滑动变阻器消耗的 电功率。5、（2013襄阳市）如图所示的电路中，灯泡L上标有12V 9W ”字样，滑动变阻器的最大阻值为 Ri，电源电压保持不变。当开关Si、

4、S2、S3都闭合时，灯泡L正常发光，两电流表指针位置相同；当开关 Si、S2断开，S3闭合时， 改变滑片P的位置，使滑动变阻器连入电路的阻值分别为Ri和R1/4，在这两种情况下，滑动变阻器消耗的功率相等。（灯泡电阻不随温度的变化而改变）求：（i）电源电压；（2）R2的阻值；（3）电路在何种状态下消耗的功率最小，最小功率是多少?6、（2013兰州市）如图所示，变阻器 R2上标有20 Q 1A ”的字样。只 闭合开关Si，将变阻器滑片 P移到中点时，电流表 Ai示数为0.2A， 灯泡L的实际功率为0.8W ;闭合开关Si、S2,将变阻器滑片P移到 a端时，灯泡正常发光，电流表Ai示数为0.4A，此

5、时电压表示数是多少？电阻Ri的阻值是多少？灯泡 L的额定功率是多少？（不考虑 温度对灯丝电阻的影响）0-3A，灯泡 Li7、（20i3青岛市）在如图所示的电路中，电源电压和各灯泡的阻值均保持不变。电流表的量程为的电阻R仁10 Q.请画出该题的各个等效电路图只闭合开关S1、S4时，电流表的示数为1A。当将滑动变阻器滑片拨至中点处，再将S2闭合时，电流表的示数为1.5A，则在不损坏电流表的情况下，滑动变阻器可以消耗的最大功率与最小功率之比为多少？(2)只闭合S3时，电路消耗的最大功率为 P1；只闭合S4、S5时，电路消耗的最小功率为P2 ；只闭合S2、S3、S5时，电路消耗的最小功率为P3。已知P

6、1:P2:P3=42:35:30,则R2. R3的限值各为多少？1、解：当开关同时闭合时，R1、R2并联，电流表测 R1支路的电流,R1 的阻值：R仁 U/I1=12V/O.3A=4OQ,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时整个电路消耗的最小功率,R1消耗的电功率 P仁UI仁12V XQ.3A=3.6W ,R2 消耗的最小为 P2=U2/R2=(12V)2/100Q=1.44W ,电路的总功率 P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W;2.解：(1 )当只闭合S3时，Ri和R2串联在电路中R 串=Ri+R2 = 10 Q+30 Q= 40 Q(2 )当只断开S1时，只有R2接入电路中U2=

7、 kXx300f= 360J30Q(3)当R1和R2并联在电路中时，电路的总功率最大Rx+R 1OQ+3OQ -1当Ri和R2串联在电路中时，电路的总功率最小400x4 _ 16TRi、R2串联组成，解：(1)当S闭合，Si、S2,滑动变阻器的滑片在中点时，电路由电阻电路中的总电阻 R=Ri+R2/2=20 Q+40 0/2=40 Q电源电压：U=IR=0.3A X40 0=12V电路中元件均为纯电阻用电器，由Q=l2Rt有Q = (U2/R)t可知，只有当电路中电阻最小时，电路中产生的热量最多。此时滑动变阻器的滑片应该滑到最左端，电路中只有电阻Ri的，则电路产生的最大热量：Q=(U2/Ri)

8、t= (12V) 2X1 X60S/20 0=432JRi发生短路,解：当开关Si、S2，滑动变阻器的滑片 P移动到最右端时，电路中电路是一个由灯L和滑动变阻器 R2组成并联电路，最简化电路：iF在并联电路中，电流表测干路电流：l'=0.6A通过滑动变阻器 R2的电流：l2=U/ R2=12V/40 Q=0.3A通过灯泡的电流：lL= I '- |2=O.9A-O.3A=O.6A灯泡的电阻：Rl=U/Il=12V/0.6A=20 Q灯泡的额定功率：P=UI=U2/Rl=(18V) 2/ 20 Q=16.2W6.解：由题意可知：当闭合时匚在中点时:1 I 0.2A滑动变阻器两端电

9、压为U=m = 0.2AxWQ=27电源电压"二:二用即电压表示数为通过二的电流为:L二0如一03肛0口E 二囚=6*014=1加7解：(1)只闭合开关S1, S4时，等效电路图如图1所示：图1根据欧姆定律可得，电源的电压:U=Ui=liRi=1A X10 Q=10V ;当将滑动变阻器拨至中点时，再将S2闭合时，等效电路图如图 2所示:图2并联电路中各支路独立工作、互不影响，此时通过灯泡Li的电流不变， 并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过R4的电流：14=1-1 i=1.5A-1A=1.5A , 并联电路中各支路两端的电压相等，I410V0.5A=20 Q,滑动变阻器的最大阻

10、值：R 4=2 /20 Q=40 Q,当滑片位于最右端时，滑动变阻器消耗的电功率最小,P 4min =U2R4(10V) 240 Q=2.5W ,当电流表的示数为 3A时，滑动变阻器消耗的电功率最大,此时通过滑动变阻器的电流：l4=l-li=3A-1A=2A ,P4max=Ul4=10V X2A=20W ,P 4maxP 4min20W2.5W81(2)只闭合S3且电路消耗的功率最大时，等效电路图如图®|图d串联电路中总电阻等于各分电阻之和,'P1 =U2R2+R33所示:4所示:只闭合S4, S5且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图P2=U2R2+R45所示:只闭合S2, S3, S5且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图P3=U2R3+R4Pi: P2: P3=42 : 35 : 30