中考物理題精講:根據動態電路的組成情況,求電路消耗功率的最值

2020-12-12 陳老師初中數理化

根據動態電路的組成情況求電路消耗功率的最值，這是物理中考的常考題型，解決這類題型的關鍵是結合開關的斷開、閉合情況和滑動變阻器滑片的移動方向，分析出相應的電路組成，得到總電阻的變化情況，再結合歐姆定律、電功率計算公式，就可以求得電路中消耗總功率的最值。

例題

如圖所示，電源電壓U保持不變，滑動變阻器R2的最大阻值為20Ω，燈泡L的電阻為10Ω，當S閉合，S1斷開，且滑片P在b端時，電流表示數為0.2A；當S、S1都閉合，且滑片P在a端時，電流表示數為0.8A，求：（不考慮溫度對電阻的影響）

（1）電源電壓；

（2）電阻R1的阻值；

（3）電路中消耗的最大總功率與最小總功率。

解題過程：

1、求電源電壓

當S閉合，S1斷開，且滑片P在b端時

電路是由燈泡L與滑動變阻器R2構成的串聯電路，滑動變阻器接入的阻值為20Ω，電流表測量的是電路中的電流，等效電路圖如下：

根據串聯電路的特點和題目中的條件：滑動變阻器接入的阻值R2=20Ω，R燈=10Ω，則電路中的總電阻R總=R2+R燈=30Ω；

根據題目中的條件和結論：電流表測量的是電路中的電流，電流表示數為0.2A，則電路中的電流I=0.2A；

根據歐姆定律和結論：電路中的總電阻R總=30Ω，電路中的電流I=0.2A，則電源電壓U=R總*I=6V；

所以，電源電壓為6V。

2、求電阻R1的阻值

當S、S1都閉合，且滑片P在a端時

電路是由R1與燈泡L構成的並聯電路，滑動變阻器未接入電路，電流表測量的是幹路電流，等效電路圖如下：

根據並聯電路的特點和結論：R1兩端的電壓U1'=燈泡L兩端的電壓U燈'=電源電壓U=6V；

根據歐姆定律和結論：燈泡L兩端的電壓U燈'=6V，R燈=10Ω，則流過燈泡L的電流I燈'=U燈'/R燈=0.6A；

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