沪科版九年级物理专项素养综合练(六)电功率的图像极值专题课件

专项素养综合全练(六)电功率的图像、极值专题1.(跨学科·数学)(2024黑龙江龙江期末)灯泡L与定值电阻R组

成的电路如图甲,L和R的I-U图线分别为图乙中的A、B。闭

合开关S,L正常发光,电路的总功率为4.8W,此时灯泡L的

(

)

A.电压为7V

B.电流为0.3AC.电阻为20Ω

D.功率为3W类型一电功率的图像问题D解析

图甲中,灯泡和电阻并联,闭合开关S,L正常发光,电路

的总功率为4.8W,因并联电路各支路两端的电压相等,根据

图乙可知,在电压为6V时,通过灯泡的电流IL=0.5A,通过电

阻R的电流IR=0.3A,则干路中的电流:I=IL+IR=0.5A+0.3A=0.8A,此时的总功率:P=UI=6V×0.8A=4.8W,满足题中要求;所以此时灯泡L两端的电压为6V,通过灯泡的电流IL=0.5A,

A、B错误;此时灯泡的电阻:RL=

=

=12Ω,C错误;灯泡的功率:PL=UIL=6V×0.5A=3W,D正确。故选D。2.(跨学科·数学)(2023黑龙江龙东地区中考)如图甲所示的电

路中电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P

滑到最左端时,小灯泡恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的

电流与其两端电压的关系,当小灯泡正常发光时灯丝的电阻

为

Ω。调节滑动变阻器R,当其连入电路的阻值是

Ω时,小灯泡的实际功率为3.6W。6040解析

由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P滑到

最左端时,电路为小灯泡的简单电路,小灯泡恰好正常发光,

则小灯泡的额定电压等于电源电压,即U额=U=24V;由图乙

知,小灯泡的额定电流为I额=0.4A,小灯泡正常发光时灯丝的

电阻RL=

=

=60Ω。由图乙知,当小灯泡两端的电压为12V,通过它的电流为0.3A时,其电功率P=ULIL=12V×0.3A=3.6W,恰好满足条件;则此时滑动变阻器两端的电压U'=U-UL

=24V-12V=12V,根据串联电路的电流特点知,通过滑动变

阻器的电流I'=IL=0.3A,滑动变阻器连入电路的阻值R'=

=

=40Ω。类型二电功率的极值问题3.(新课标·科学推理)(2023山东潍坊中考)(多选)某同学连接

了如图所示电路,电源电压恒为18V,电压表量程为“0~15

V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“100Ω

1A”,小灯泡标有“6V

3W”字样。不考虑灯丝电阻

的变化,在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是

(

)A.电路允许通过的最大电流是0.5AB.电压表示数的变化范围是3~6VC.小灯泡消耗电功率的最小值是0.75WD.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是24~100ΩAC解析

由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动

变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;由P=UI可知,

小灯泡的额定电流:IL=

=

=0.5A,根据小灯泡的额定电流、电流表的量程以及滑动变阻器的规格可知,电路允许通

过的最大电流I大=IL=0.5A,A正确;小灯泡两端的最大电压为

6

V,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的最小电压:

=U-UL=18V-6V=12V,由于电压表量程为“0~15V”,所以电压表的示数最大为15V,则电压表示数的变化范围是

12~15V,B错误;由于滑动变阻器两端的最大电压为15V,根据串联电路的电压特点可知,小灯泡两端的最小电压:UL小=

U-UR大=18V-15V=3V,由P=

可知,小灯泡的电阻:RL=

=

=12Ω,此时电路中的最小电流:I小=IL小=

=

=0.25A,小灯泡消耗的最小电功率:PL小=UL小IL小=3V×0.25A=

0.75W,C正确;滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R大=

=

=60Ω,滑动变阻器接入电路的最小电阻:R小=

=

=24Ω,所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为24~60Ω,D错误。4.(新课标·科学推理)(2023四川成都中考)(多选)如图所示的

电路,电源电压U恒定不变,R1=30Ω,R2=20Ω,滑动变阻器标有

“100Ω

2A”字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~

3A。当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,电

流表的示数为0.8A;当开关S接通触点2,为保障电路安全,滑

动变阻器接入电路的阻值为R';当改变滑片位置、开关S接不

同触点,在保障电路安全的情况下,电路工作的最大电流和最

小电流分别为I大和I小。下列计算正确的是

(

)AC

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

当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,只

有R1连入电路,电流表测量电路中电流,根据I=

可得电源电压:U=I1R1=0.8A×30Ω=24V,A正确;当开关S接通触点2,滑动

变阻器和R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑动

变阻器连入电路的阻值为0时,电路中的电流I2=

=

=

1.2A,已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表量程为0~3A,则电路是安全的,所以滑动变阻器连入电路的最小

阻值为0;已知电压表量程为0~15V,则当电压表的示数U滑大=

15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时R2两端的最

小电压:

=U-U滑大=24V-15V=9V,则电路中的最小电流:I'=

=

=0.45A,根据欧姆定律可得变阻器接入电路中的最大阻值:R滑大=

=

≈33.3Ω,所以,R'的范围为0~33.3Ω,B错误;因只有R1连入电路时电流为0.8A,只有R2连入电路

时电流为1.2A,已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表量程为0~3A,所以,电路中的最大电流为1.2A,即I大=

1.2A;当滑动变阻器与R1串联,电压表的示数U滑大'=15V时,变阻

器接入电路中的电阻最大,此时R1两端的最小电压:

=U-

U滑大'=24V-15V=9V,则电路中的最小电流:I″=