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文檔簡介
1、電功率綜合計算(動態(tài)電路)學(xué)習(xí)目標1、 滑動變阻器滑片移動引起電路電阻變化,電路電功率也隨之變化問題。考查電功、電功率、電能表綜合計算。2、 鞏固串、并聯(lián)電路規(guī)律,考查學(xué)科間綜合列一元一次方程和二元一次方程組解題。典例1、(2013四川自貢)如圖是某電器設(shè)備內(nèi)的一部分電路,電源電壓恒為12V,R1為定值電阻,R2為標有“100 0.5A”字樣的滑動變阻器R3為標有“3V 0.9W”字樣的定值電阻(1)當開關(guān)同時閉合時,電流表的示數(shù)為0.3A,求R1的阻值及這種情況下整個電路可能消耗的最小功率 2、(2013重慶)生活中大多數(shù)電熱器都有多個檔位,學(xué)習(xí)了電功率知識后,小銳同學(xué)利用電壓為6V的電源,
2、兩個阻值不同的定值電阻,設(shè)計了如圖15所示的電路來探究電熱器多檔位的問題。已知R1=10,R2=30,請計算:(1)S1、S2斷開,S3閉合時,電路中的電流是多少?(2) S1斷開,S2、S3閉合時,通電5min電路消耗的電能是多少?(3)該電路的最大功率和最小功率之比是多少?3、(2013年福州)小莉在實踐活動中設(shè)計的模擬調(diào)光燈電路,如圖19所示。她選用的電源電壓恒為12V,小燈泡上標有“6V 6W”、滑動變阻器上標有“20 2A”字樣。若不考慮燈泡溫度對電阻的影響,閉合開關(guān)s后。問: (1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻是多少? (2)當滑動變阻器的滑片P在中點時,電壓表的示數(shù)以及電路消耗的總功率
3、是多少?(3)當滑動變阻器的滑片P移到a端時,會出現(xiàn)的情況是什么?4、(2013泰安市)如圖所示,電源電壓恒定不變,電阻R1的阻值為5,小燈泡上標有“12V 6W”字樣,閉合開關(guān)S,S2S1SR2R1R2SR1 (1)當開關(guān)S1、S2都閉合,滑動變阻器的滑片P移到最右端時,電流表的讀數(shù)為1.7A,小燈泡恰能正常發(fā)光,求滑動變阻器的最大阻值。(2)當開關(guān)S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在最右端,求電流表的讀數(shù)和滑動變阻器消耗的電功率。5、(2013襄陽市)如圖所示的電路中,燈泡L上標有“12V 9W”字樣,滑動變阻器的最大阻值為R1,電源電壓保持不變。當開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,燈泡L正
4、常發(fā)光,兩電流表指針位置相同;當開關(guān)S1、S2斷開,S3閉合時,改變滑片P的位置,使滑動變阻器連入電路的阻值分別為R1和R1/4,在這兩種情況下,滑動變阻器消耗的功率相等。(燈泡電阻不隨溫度的變化而改變)求:(1)電源電壓;(2)R2的阻值;(3)電路在何種狀態(tài)下消耗的功率最小,最小功率是多少?LS1PR2R1VA1A2S2a b6、(2013蘭州市)如圖所示,變阻器R2上標有“20 1A”的字樣。只閉合開關(guān)S1,將變阻器滑片P移到中點時,電流表A1示數(shù)為0.2A,燈泡L的實際功率為0.8W;閉合開關(guān)S1、S2,將變阻器滑片P移到a端時,燈泡正常發(fā)光,電流表A1示數(shù)為0.4A,此時電壓表示數(shù)是
5、多少?電阻R1的阻值是多少?燈泡L的額定功率是多少?(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)7、(2013青島市).在如圖所示的電路中,電源電壓和各燈泡的阻值均保持不變。電流表的量程為0-3A,燈泡L1的電阻R1=10.請畫出該題的各個等效電路圖 (1)只閉合開關(guān)S1、S4時,電流表的示數(shù)為1A。當將滑動變阻器滑片撥至中點處,再將S2閉合時,電流表的示數(shù)為1.5A,則在不損壞電流表的情況下,滑動變阻器可以消耗的最大功率與最小功率之比為多少? (2)只閉合S3時,電路消耗的最大功率為P1;只閉合S4、 S5時,電路消耗的最小功率為P2;只閉合S2、S3、S5時,電路消耗的最小功率為P3。已知P1:P2:P
6、3=42:35:30,則R2. R3的限值各為多少?1、解:當開關(guān)同時閉合時,R1、R2并聯(lián),電流表測R1支路的電流,R1的阻值:R1=U/I1=12V/0.3A=40,當滑動變阻器接入電路的電阻最大時整個電路消耗的最小功率,R1消耗的電功率P1=UI1=12V×0.3A=3.6W,R2消耗的最小為P2=U2/R2=(12V)2/100=1.44W,電路的總功率P=P1+P2=3.6W+1.44W=5.04W; 2.解:(1)當只閉合S3時,R1和R2串聯(lián)在電路中 R串R1+R210+3040(2)當只斷開S1時,只有R2接入電路中(3)當R1和R2并聯(lián)在電路中
7、時,電路的總功率最大當R1和R2串聯(lián)在電路中時,電路的總功率最小34解:(1)當S閉合,S1、S2,滑動變阻器的滑片在中點時,電路由電阻R1、R2串聯(lián)組成,電路中的總電阻R=R1+R2/2=20+40/2=40 電源電壓:U=IR=0.3A ×40 =12V
8、; (2)電路中元件均為純電阻用電器,由Q=I2Rt有Q=(U2/R)t可知,只有當電路中電阻最小時,電路中產(chǎn)生的熱量最多。此時滑動變阻器的滑片應(yīng)該滑到最左端,電路中只有電阻R1的,則電路產(chǎn)生的最大熱量:Q=(U2/R1)t=(12V)2×1×60s/20=432J
9、160; (3)解:當開關(guān)S1、S2,滑動變阻器的滑片P移動到最右端時,電路中R1發(fā)生短路,電路是一個由燈L和滑動變阻器R2組成并聯(lián)電路,最簡化電路: (4)在并聯(lián)電路中,電流表測干路電流:I=0.6A通過滑動變阻器R2
10、的電流:I2=U/ R2=12V/40 =0.3A 通過燈泡的電流:IL= I - I2=0.9A-0.3A=0.6A 燈泡的電阻:RL=U/IL=12V/0.6A=20 燈泡的額定功率:P=UI=U2/RL=(18V) 2/ 20=16.2W 56.解:由題意可知:當閉合時在中點時:
11、 滑動變阻器兩端電壓為 電源電壓&
12、#160; 即電壓表示數(shù)為 當閉合.在點時
13、160; 通過的電流為: 7解:(1)只閉合開關(guān)S1,S4時,等效電路圖如圖1所示:根據(jù)歐姆定律可得,電源的電壓:U=U1=I1R1=1A×10=10V;當將滑動變阻器撥至中點時,再將S2閉合時,等效電路圖如圖2所示:并聯(lián)電路中
14、各支路獨立工作、互不影響,此時通過燈泡L1的電流不變,并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,通過R4的電流:I4=I-I1=1.5A-1A=1.5A,并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,12R4=UI4=10V0.5A=20,滑動變阻器的最大阻值:R4=2×20=40,當滑片位于最右端時,滑動變阻器消耗的電功率最小,P4min=U2R4=(10V)240=2.5W,當電流表的示數(shù)為3A時,滑動變阻器消耗的電功率最大,此時通過滑動變阻器的電流:I4=I-I1=3A-1A=2A,P4max=UI4=10V×2A=20W,P4maxP4min=20W2.5W=81;(2)只閉合S3且電路消耗的功率最大時,等效電路圖如圖3所示:串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,P1=U2R2+R3-只閉合S4,S5且電路消耗的功率最小時,等效電路圖如圖4所示:P
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