我們學習物理知識的主要目的是用物理知識去解釋生活中的各種現象,並運用物理知識去分析各種問題出現的原因,從而找出解決問題的方法與措施來解決相關問題。
所以要想學好物理,一定要會深度思考,並且能夠運用所學知識去分析實際問題。這一節課,咱們就來探討一個初中物理中比較難的實際問題:電功率的 最值問題。老師從以下兩個方面來講解這個知識點。
1、最值問題1:動態電路電功率的變化範圍
滑片P從a滑到b的過程中,求定製電阻R0電功率的變化範圍。
通過分析可以得到,這是一個純電阻電路,所以R0的電功率可以用W=I·I·R來計算;電阻是不變的,只需要求出電路中電流的範圍即可。這是一個串聯電路,I=U/(R0+R』),則滑片在a端時,總電阻最小,電路中電流最大,此時P0最大;滑片在b端時,總電阻最大,電路中電流最小,此時P0最小。如下圖所示:
最後通過計算可以得到R0電功率變化範圍為0.1w~0.9W。通過分析我們可以總結出解決此類題的訣竅:只需要取左右兩個極限狀況分別計算即可。
2、最值問題2:滑動變阻器取值範圍
解析:其實這個題和咱們之前學的歐姆定律的最值問題是一樣的(不懂得可以翻一翻我之前的文章),分析最大電壓和最大電流即可。小燈泡不能超過其額定電流I額=P額/U額=3w/6V=05A,則RL=U/I=12Ω。電流表不能超0.6A,電壓表不能超15V。主題思路是「誰先死了關注誰」,意思就是誰先超過額定電流或電壓就關注誰。那麼我們開始解題:這是一個串聯電路,電流表測量電路電流,電壓表測量滑動變阻器電壓;我們假設此時滑片所在位置電路中各元件都是安全的,如果滑片左移,R』減小,根據串聯分壓特點,U』減小,即V示數減小,則電壓表一定是安全的。R』減小了,那麼整個電路中的電流是增大的,根據前面計算可得,電路中電流不能超過0.5A。假設此時電流恰好是0.5A,結合RL=12Ω,電源電壓為18V,很容易計算出此時滑動變阻器阻值R』=24Ω,則滑動變阻器最小值為24Ω。
如果滑片右移,R』增大,電流減小,則電路中燈泡和電流表一定是安全的;根據串聯分壓可得,電壓表示數變大,且最大不能超過15V,假設滑片向右滑到某處時,電壓表示數恰為15V,結合RL=12Ω,電壓電壓U=18V,通過計算可得R』=60Ω,則滑動變阻器最大值為60Ω。
綜上所述,滑動變阻器的變化範圍為24Ω~60Ω。解答這個類型的題目解題訣竅:小燈泡不能超額定電流,要會利用銘牌計算用電器的電阻。相信通過上面的學習,同學們對電功率最值問題已經有了深刻的理解,為了更好的幫助大家掌握該知識點,老師準備了兩道經典的練習題,同學們練習一下,鞏固所學。
1、如圖所示,電源電壓U=12V且保持不變,滑動變阻器R的最大阻值為12Ω,定值電阻R0的阻值為6Ω。閉合開關後,滑片P移動過程中,定值電阻R0的最小功率為________w,最大功率為______w。
2、把標有」12V 6w」的小燈泡L與滑動變阻器Rw連接在總電壓恆為18V的電路中,如圖所示,電流表和電壓表選擇的量程分別為「0~0.6A」和「0~15V」。要求閉合開關S後,兩電錶的示數均不超過所選量程的最大測量值,且燈泡L兩端電壓不超過額定值(設燈絲電阻不變)。滑動變阻器Rw允許調節的範圍是___________。
答案:1、2.67;24。2、12~120Ω。不知道你寫對了嗎?如果有不會的地方,歡迎同學們留言告訴我哦!加油,你現在的努力,必定造就你未來的優秀!