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，R1 为定值电阻， R2 为标有“ 100 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 R1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，学习了电功率 知

2、识后，小锐同学利用电压为6V 的电源，两个阻值不同的定值电阻，设 计 了如图 15 所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R1=10，R2=30，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， S 、S 闭合时，通电 5min 电路消耗的电能是多少 ?23（ 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。她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20 2A ”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关s 后。问： (1)小灯泡正常发光

3、时的电阻是多少?(2) 当滑动变阻器的滑片P 在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少?(3) 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R1 的阻值为 ，小灯泡上标有“”字512V 6W精选资料，欢迎下载。样，闭合开关 S，S2S1（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。2R1（2）当开关 S1、S2 都断开，滑动变阻器的滑片P 在最右端，求电流表的RR读数和滑动变阻器消耗的电功率。SS5、(2013 襄阳市

4、 ) 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R1，电源电压保持不变。当开关S1、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S1、 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R1 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：（ 1）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2 上标有“ 20 1A ”的字样。只VA 1S1RPab精选资料，欢迎下载R1

5、LR2A2S2。闭合开关S1，将变阻器滑片P 移到中点时，电流表A1 示数为 0.2A ，灯泡 L 的实际功率为0.8W；闭合开关S1、S2，将变阻器滑片P移到 a 端时，灯泡正常发光，电流表A1 示数为 0.4A ，此时电压表示数是多少？电阻R1 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）7、（ 2013 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0-3A ，灯泡L1的电阻 R1=10. 请画出该题的各个等效电路图(1) 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

6、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 P1:P2:P3=42:35:30, 则 R2. R3 的限值各为多少 ?精选资料，欢迎下载。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： R1=U/I1=12V/0.3A=40 ，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 P1=UI1=12V 0.3A=3

7、.6W，R2 消耗的最小为P2=U2/R2=(12V)2/100 =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， R1 和 R2 串联在电路中R 串 R1+R210+3040（ 2）当只断开S1 时，只有R2 接入电路中（ 3）当 R1 和 R2 并联在电路中时，电路的总功率最大当 R1 和 R2 串联在电路中时，电路的总功率最小34解： (1) 当 S 闭合， S1、S2，滑动变阻器的滑片在中点时，电路由电阻R1、R2 串联组成，精选资料，欢迎下载。电路中的总电阻R=R1+R2 / 2=20+40/2=40 电源电压： U=

8、IR=0.3A 40 =12V(2) 电路中元件均为纯电阻用电器，由Q=I 2Rt 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R1 的，则电路产生的最大热量：Q=(U2/R1)t =（ 12V） 2160s/20 =432J(3) 解：当开关 S1、 S2，滑动变阻器的滑片 P移动到最右端时，电路中 R1 发生短路，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：(4) 在并联电路中，电流表测干路电流：I =0.6A通过滑动变阻器R的电流：I=12V/40 =0.3A222通过灯泡的电流：I L

9、= I -I 2=0.9A-0.3A=0.6A灯泡的电阻： RL=U/I L=12V/0.6A=20 灯泡的额定功率：P=UI =U2/RL=(18V) 2/ 20 =16.2W56 . 解：由题意可知：当闭合时在中点时：滑动变阻器两端电压为电源电压精选资料，欢迎下载。即电压表示数为当闭合.在点时通过的电流为：7 解：（ 1）只闭合开关S1， S4 时，等效电路图如图1 所示：根据欧姆定律可得，电源的电压：U=U1=I 1R1=1A10=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：并联电路中各支路独立工作、互不影响，此时通过灯泡L1 的电流不变，并联电路中干路电

10、流等于各支路电流之和，通过 R4 的电流：I 4=I-I1=1.5A-1A=1.5A，并联电路中各支路两端的电压相等，1精选资料，欢迎下载。2R4=UI 4=10V0.5A=20，滑动变阻器的最大阻值：R4=220=40，当滑片位于最右端时，滑动变阻器消耗的电功率最小，P4min=U2R4=(10V) 240=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：I 4=I -I 1=3A-1A=2A，P4max=UI 4=10V2A=20W，P4maxP4min=20W2.5W=81；（ 2）只闭合S3 且电路消耗的功率最大时，等效电路图如图3 所示：串联电路中总电阻等于各分电阻之和， P1=U2R2+R3-只闭合 S4，S5 且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图4 所示：精选资料，欢迎下载。P2=U2R2+R4-只闭合 S2，S3 ，S5 且电路消耗的功率最小时，等效电路图如图5 所示：P3=U2R3+R4- P1： P2： P3=42： 35： 30，P1P2=R2+R423R +R=4235=65，即4235R =R +6R -P1