动态电路压轴题最小功率的计算方法

动态电路压轴题最小功率的计算方法通过开关通断改变电路的连接方式、通过移动滑片改变接入变阻器连入电路中的有效阻值，是全国各省市中考物理试卷中经常出现的一种动态电路题.这类考题难度较大，要求计算出相应的电流、电压、电阻及电功率，包括整个电路消耗的最小电功率（如，20XX年四川遂宁卷第46题、20XX年贵州遵义卷第37题、20XX年山东聊城卷第17题、2011广西河池卷第28题，等等）.那么，如何才能准确地计算出电路的最小总功率呢？下面，我以20XX年四川遂宁卷第46题为例，和同学们一起计算电路中的''最小电功率〃。例23静用2年四川成宁卷,第将题仍分｝如图所示.小联为谖宁川剧团设计了一个舞台调光电路'为了操作安全.选用电灯上的规格为“％V36"定悄由阻日一18口部动变阻器电的最大胴值为36S电压表址程为。7。V,当S』闭含、§.斯开-滑片『精到最左端时,电灯上正常发光.（俱设灯泡电阻不变）g⑴电源电压*C2）电幻1L的阻值⑶当5-品都闭合时•丽节滑动变阻器的滑片P到最右端.电灯L变璜，此1时电压我的示数是多大ICO注真分折电路，要使电踏的总助率最小请撒出开羌&书的开闭伏态和精片P的位置，并求此时电路前量小曲功、谋定思路而后动 _第一步广正常发光"有深意灯LIE附发光，滋明它两端实际电压笄于莉定电压.在车题中M闭台「呈惭JT■■稍■片P滑到段左端时,耳有幻L接入电路，您两陶电压即为电髀电压.此时它1E常发光.说明电源电压等于它的额定形其，由此第曰）小鼬-禅解.第尊）小题求灯L的阻值.灯L的规格已知，故其瓯值第二步，逆向思维徐徐进第（3）小题求电压表示数，即灯L两端电压，因为R。阻值在第（2）小题已算出，故由U-IR可知，只需求出通过它的电流I即可，电源电压在第（1）小题已求出，由欧姆定律可知还需求出电路的总电阻才能求出电流，此时电路是混联电路（R，与R2并联后，再与灯L串联），可先根据并联电路的电阻特点，计算出R，、R2的总电阻，再根据串联电路的电阻特点，至此可求出电路的总电阻。第三步，寻找电阻最大时第小题要求计算出电路的最小总功率.由于屯源电压不曳.又因为p=告，故通过肝关通断及移劫滑片.计算出整个电路最大的总电阻，然后代入上面公式即可求出电路的盛小总功率r\三,规落解答不失分 ' 8^=(1)当¥用台「％断开，滑片R滑到最左端时■只有灯1-接入电路(如囹所示LL两端屯压等于电■电压.此时L正常变光则电源电压U=U.=3&V住｝由P-yRf知电灯L的阻值R—导二噤詈」胡口IHIob*<S)尊都团*,滑片「在最右端.滑动交阻器最大咀值连人电胳,名=36Q时，鬼路如图所示科上次诲后的鼎电阻舞二子£»=翌籍悬=m口rf|IJ\l1811r5u£1电路的葛电阻R-R七尺，-12Q+：锵f!=^gn则电路中的电流/=3=票）；=°・75AK4qW则电压表示数.即电灯L两端电压U；.=n<=0.75AX36C二27V［丁（4）电源电压不变，则由P-RW知，要使电路总功率最小,应使电路的总电TOC\o"1-5"\h\z阻最大.因此应将§闭合.S?断升.滑片P滑 I.到最右端，电路如图所示 ―另 厂白~1 '则电路的最小总功率 r L_0jp=———=—冬1_口2—=mw I：R：顷36Q+J6n r H三,解后反思收获大«决定性的一步在木题中.画出电路在开美s、s：通断及滑片所在位置时的等效电路、明确电路的连接方式是解题必不可少的环节.还可以怎样求解在计算出R、《并联后的总电阻R：后.可根据巾联电路中.电压与电阻成正比的特点求出灯L妁端的实际电压，即电压岌的示数.解法如下：_RlmhU；= 36f]~U「RLR' 36~V一12QH-36H解之W27V主要困难在哪儿在计算第（4）小题时.若不能理解电功率与电阻之间的关系.或者不能确定电路在哪种状态下怠电阻最大.都会形成舞题过.程的谁点.有什么值得一学在一般情况下•电路的电源电压保持不变，则电功率与电阻成反比，即电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大.所以.我们可以通过改变电阻来间接地实现改变电功率的目的.,在变式中求发展加(2012年贵州遵义卷.5S37S.8分)如圈所示.电洲电压保持不变.小汀泡L标有“6V3W"的字样.清动变阻齐虬的匝值变化范国为0-200。.定值电阻R的四值为10几(灯丝的电脸不随温度变化)(D小灯通七的1皿值为&少？当5.S：相S。都回合.清动变隍器的滑片清贸q成时，卜灯泡L削好正常成光.此财电流未的示畿为多少？当滑动变甩嚣的滑片清予0端.井保证电流表有示救时，齐美应怎洋尚合成浙齐才能使电爵的总功率最小.核霰小功率方多少？E(2012年IU东聊厩卷,第17S6.9分)如图所示.电源电压U=12V,小灯泡L标有”6