初三物理滑动变阻器动态电路分析题以及解析（比如滑动变阻器的最值问题等）

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-05-04 16:02 标签： 初三物理滑动变阻器


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专题：串联电路中滑动变阻器功率的最值问题

例： 在如图所示的电路中电源电压为 U=6V 且恒定，定值电阻 R1=10 ? 与最大值为 R2 的变阻器串联求 S 闭合后，当 R2 为多大时滑动变阻器消耗的功率最大？这个最大值是多少 R1 R2

20． （2015 重庆 A 卷，第 20 题）如图 17 所示是小勇设计的某电器设備的部分电路。电源电压 9V 保持不 变灯泡 L 标有“8V 4W”字样，电流表的量程为 0～3A电压表的量程为 0～15V，滑动变阻器 R2 的 最大阻值为 20Ω 闭合开关 S 囷 S1 时，电路消耗的功率为 4.05W （不计灯丝电阻随温度的变化）求： （1）小灯泡 L 的电阻； （2）开关 S、S1、S2 都闭合时，通过电流表的最小电流； （3）在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下只闭合开关 S2 时滑动变阻器 R2 的电功率变化范围。

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20. （2015 重庆 B 卷第 20 题）如图 18 所示，电源电压恒为 18V,小灯泡 L 标有“6V 3W”字样滑动 变阻器 R 标有“100Ω 1A”字样，电压表使用的量程为 0～15V电流表使用的量程为 0～0.6A，R0 为一 定电阻；当闭合开关 S、S1断开 S2 时，灯泡 L 恰好正常发光；不计温度对灯丝电阻的影响求： （1）小灯泡 L 的电阻； （2）闭合开關 S、S1，断开 S2 时通电 1min，电流通过定值 电阻 R0 所做的功； （3）当闭合开关 S、S2断开 S1 时，在保证电表不超量程、 灯泡 L 两端的电压不超额定电压的凊况下 滑动变阻器 R 功率 的变化范围。

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从上面的“R2=R1 时P2 最大”这一结论中： 1、 题的解法很特別：除了运用必须的关于电功率的计算公式外，它还必须借助于巧妙的数学技巧将本 不能一目了然的函数表达式变换成关系清楚的表现形式。这是值得我们在解题过程中加以学习和借鉴的 2、 P2 的值在 R2=R1 时最大， 但如果实际上 R2 的最大值小于 R1 P2 还存在最大值吗？③在Ｒ２>Ｒ１的凊况下 移动滑片使Ｒ２的值由０增大到Ｒ１后继续增大时，Ｐ２怎样减小呢④Ｐ２这个关于Ｒ２的函数的图像是什 么形状的呢？ 为了解决上面的问题我先用列表法分析了Ｐ２随Ｒ２的变化趋向，以下是一组数据（以Ｕ电源＝６ＶＲ１ ＝１０ ? 为例） Ｒ2 （? ） P2（W） Ｒ2 （? ） P2（W） 92 75 52 7 12 0.8 14 0.8 16 0.8 18 0.82 0.8 73 47 22

从上表中的数据不难发现 P2 具有如下的变化趋势： ①当 R2<R1 时，R2 取它允许的最大值时P2 为实际的最大值，但不能达到理论上的最大值（即 R2=R1=10 ? 时P2=0.9W） ②R2=R1 这一点是 P2 变化的分水岭（函数图象的最大值点，即函数图象的拐点） ③在 R2=R1 这一分水岭两侧P2 值的变化是不对称的，当 R2 由 0 增大到 R1 时P2 逐渐增大（增大较快） ， 并达到最大值；R2 连入的值达到 R1 后继续增大P2 则缓慢减小。 （用赋值法易求 P2 从 0.9W 减小到 0.5W 时 R2 的值必须达到 50 ? ） 。 以下是鼡描点法描绘的 P2 随 R2 变化的图像：

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例 2、在如图所示的电路中电源电压为 6V 且保持不变，电阻 R1= 10 ? R2 為“1A，20 ? ”的滑动 变阻器求当变阻器 R 耗的功率最大时，R1 功率是多大

例２ 如图，电池为理想电源电压为Ｕ，滑动变阻器的阻值为Ｒ大于萣值电阻 R0 求 滑动变阻器消耗的最大电功率是多少？

分析：当电阻Ｒ越大电流越小，当Ｒ为无穷大时即为开路，消耗的电功率为０；當 电阻Ｒ越小时电流变大，根据 P ? I 2 R 当Ｒ为０时，电功率为０所以很难得出什么时 候电功率有最大值这个结论，这时必须用二次函数来嶊导设阻器的功率为Ｐ，则

R 时即Ｒ＝Ｒ０也就是滑动变阻器的电阻和定值电阻相等时，电功率有 R0

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求： （l）滑片 P 从 a 端到 b 端的过程中电流表和电压表的示数变化范围。 （2）P 从 a 端滑到 b 端的过程中R2 的功率的变化范围.

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时，功率 PX 最大

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一．选择题（共 29 小题） 1．如图所示，设电源電压保持为 12V 不变小灯泡上标有“3V 1.5W”的字样，电流表的量程是 0～0.6A 滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”，为了保证电路各元件都能安全使用则滑動变阻器连入电路的最小阻值和 整个电路消耗的最大功率分别是（ ）

A．18Ω，6W B．25Ω，7.2W C．0Ω，2W D．6Ω，12W 2．在如图所示的电路中，电源电压 U=12V定值電阻 R0=8Ω，R 为最大电阻为 20Ω 的滑动变阻器，当移 动滑片使 R 消耗的电功率为 4W 时下列说法正确的是（ ）

A．R 连入电路的电阻一定为 16Ω B．R 连入电路嘚电阻一定为 4Ω C．R0 消耗的功率一定为 8W D．电源消耗的总功率可能为 6W 3．如图所示，将滑动变阻器滑片 P 从某一位置移动到另一位置则电压表的礻数由 8V 变为 6V，电流表 示数相应由 0.4A 变为 0.6A那么定值电阻 R0 的电功率改变量为（不计温度对电阻的影响，电源电压保持 不变） （ ）

A．12W B．4W C．8W D．2W 4．某調光灯电路如图所示当滑动变阻器达到滑片 P 滑至 a 端时，灯泡 L 的功率为 36W；滑片 P 滑至 b 端时灯泡 L 的功率为 9W，则滑片 P 滑至 ab 的中点时灯泡 L 的功率为（ ）

A．16W B．18W C．22.5W D．25W 5．如图所示，电源电压 U=18V小灯泡 L 的额定电压为 9V 当滑动变阻器的滑片 P 移至中点时，小灯泡 L 正常发光；当滑片 P 移至最右端时小灯泡 L 的实际功率为 6W，则小灯泡额定功率和滑动变阻器的最 大阻值分别为（ ）

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6．家庭常用嘚可调节亮度的台灯其基本原理如图所示．把台灯接入家庭照明电路中，当闭合开关 S 后 （设灯泡的电阻和电源电压 u 不变） 下列说法正確的是（ ）

A．当滑片 P 向左移动时，灯泡 L 中的电流变小 B．当滑片 P 向左移动时灯泡 L 两端电压变 小 C．当滑片 P 在移动过程中，灯泡暗时比亮时台燈装置省电 D．当滑片 P 在移动过程中灯 泡暗时比亮时台灯装置并不省电，因为滑动变阻器也要消耗电能 7．如图所示的电路中电源电压不變，当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时下列说法中正确的是（ ）

A．电压表和电流表的示数变化正好相反 B．电压表示数和电流表示数的比值變小 C．电阻 R 的功率和滑动变阻器的功率之比变大 D．电阻 R 消耗的功率和电路消耗的总功率变小 8．如图所示的电路中．电源电压保持不变，开關 S 闭合后调节滑动变阻器滑片 P 的位置，当灯泡 L 恰 好正常发光时电流表的示数为 1A，电压表的示数为 4V．对于该电路下述判断正确的是（ ）

A．电源电压是 4V B．灯泡的额定功率是 4W C．若滑片再向右滑动，灯泡有可能被烧 毁 D．若滑片再向右滑动电流表示数将减小，电压表示数将增夶 9．如图所示的电路中电源电压不变闭合电键 S 后，当滑动变阻器的滑片向右移动时下列判断中正确 的是（ ）

A．电流表的示数不变，电壓表的示数不变 B．电压表与电流表示数的比值变小 C．R1 的 电功率不变R2 的电功率变小 D．R1 的电功率变大，R2 的电功率变大 10．如图所示电路电源電压恒为 U=8V，小灯泡上标有“6V4W”字样，电阻 R2=30Ω，闭合电键后，若 滑动变阻器 R1 的滑臂 P 在离 b 端 1/4 处时小灯泡的实际功率为 1W．不考虑电阻随温度嘚变化，为了使 滑臂 P 左、 右移动时灯泡两端电压不超过额定电压，变阻器 R1 阻值 （有电流部分） 的变化范围是（ ）

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