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，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6V的电源，

2、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，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

3、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5，小灯泡上标有“12V 6W”字样，闭合开关S，S2S1SR2R1R2SR1 （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S1、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R1，电源电压保持不变。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L正

4、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？LS1PR2R1VA1A2S2a b6、（2013兰州市）如图所示，变阻器R2上标有“20 1A”的字样。只闭合开关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

5、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:P

6、3=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：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=3.6W，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

7、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，电路中的总电阻R=R1+R2/2=20+40/2=40     电源电压：U=IR=0.3A ×40 =12V                       

8、;        (2)电路中元件均为纯电阻用电器，由Q=I2Rt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）2×1×60s/20=432J                  &#

9、160;  (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R2

10、的电流：I2=U/ R2=12V/40 =0.3A 通过灯泡的电流：IL= I - I2=0.9A-0.3A=0.6A 灯泡的电阻：RL=U/IL=12V/0.6A=20  灯泡的额定功率：P=UI=U2/RL=(18V) 2/ 20=16.2W    56.解：由题意可知：当闭合时在中点时：                  

11、                滑动变阻器两端电压为                                  电源电压&

12、#160;             即电压表示数为                 当闭合.在点时                   &#

13、160;              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=I1R1=1A×10=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

14、各支路独立工作、互不影响，此时通过灯泡L1的电流不变，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过R4的电流：I4=I-I1=1.5A-1A=1.5A，并联电路中各支路两端的电压相等，12R4=UI4=10V0.5A=20，滑动变阻器的最大阻值：R4=2×20=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：I4=I-I1=3A-1A=2A，P4max=UI4=10V×2A=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：P