发布时间 : 星期四 文章滑动变阻器在电功率中计算试题答案及解析更新完毕开始阅读78e1bad476a20029bd642d63
29．如图所示的电路中，电源电压4.5V保持不变，灯L上标有“2.5V 1.25W”字样，电流表的量程为（0～0.6）A，电压表的量程为（0～3）V，滑动变阻器的最大阻值是20Ω．当开关S闭合后，移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全的情况下，则下述判断正确的是（ ）
A．电流表的最大示数为0.6A B．电压表的最小示数为0V C．滑动变阻器消耗的功率可能为2W D．灯L消耗的最小功率0.45W 考点：电功率的计算；欧姆定律的应用。 专题：计算题；应用题。
分析：A、通过计算灯泡的额定电流，即可判断电流表的最大示数能否为0.6A； B、如果电压表的最小示数为0V，则此时灯泡两端的电压为4.5V； C、分别算出滑动变阻器的最小功率和最大功率，即可做出判断；
D、当滑动变阻器两端电压为3V时，此时灯泡两端的电压最小，灯泡消耗的功率是最小的， 要算灯泡的功率，需要先算出灯泡的电阻，计算灯泡的电阻公式是R=出灯泡的功率．
解答：解：A、灯泡的额定电流：I==
=0.5A，所以电路中的最大电流只能为0.5A，如果为0.6A则
，然后根据公式P=
就可以算
会烧坏灯泡，所以电流表的最大示数为0.5A，故选项A是错误的；
B、如果电压表的最小示数为0V，则此时灯泡两端的电压为4.5V，超过了灯泡的额定电压，灯泡会烧坏，所以选项B是错误的；
C、当电路中的电流为0.5A时，此时灯泡两端的电压最大，滑动变阻器两端的电压最小，消耗的功率最小， 滑动变阻器两端的电压为：U最小=4.5V﹣2.5V=2V，
滑动变阻器的最小功率：P最小=U最小I最小=2V×0.5A=1W，
当滑动变阻器的电阻与灯泡的电阻相等时，此时滑动变阻器消耗的功率是最大的， 灯泡的电阻：R=
=
=5Ω，
所以当滑动变阻器的阻值也为5Ω时，消耗的功率是最大的， 此时电路的总电阻：R总=5Ω+5Ω=10Ω， 电路中的电流：I=
=
=0.45A，
滑动变阻器两端的电压：U滑=IR=0.45A×5Ω=2.25V，
滑动变阻器消耗的最大功率：P最大=U滑I=2.25V×0.45A=1.0125W，所以选项C是错误的；
D、当滑动变阻器两端电压为3V时，此时灯泡两端的电压是最小的为1.5V，灯泡消耗的功率是最小的， 灯泡的电阻：R=
=
=5Ω，
灯泡的最小功率：P=故选 D．
==0.45W，所以选项D是正确的．
点评：解答本题时，要注意还要考虑灯泡的额定电流，通过比较灯泡的额定电流和电流表的量程，即可得出电路允许通过的最大电流；当滑动变阻器两端电压最大时，灯泡消耗的功率是最小的．
本题最难分析的是选项C，关键是要分别计算出滑动变阻器消耗的最小功率和最大功率，而其中滑动变阻器消耗的最大功率是最难分析的，很多学生可能会认为当电压表示数为3V时或变阻器的阻值最大时，消耗的功率是最大的，这两个认识都是错误的．
当滑动变阻器的阻值等于灯泡的电阻时，它消耗的功率才是最大的，我们可用公式P=（U﹣UL）
去分析：
U﹣UL是变阻器两端的电压，
是通过灯泡的电流，当然也是通过变阻器的电流，它们的乘积是滑动变阻
器的功率．因为RL一定，所以当U﹣UL=UL时，（U﹣UL）与UL的乘积最大，则可得出变阻器与灯泡的阻值相等时，变阻器消耗的功率最大． 一．解答题（共30小题）
1．（2011?青岛）在如图所示的电路中，电流表的量程为0～0.6A，电压表的最程为0～3V，R3=4Ω．求（画出相应的等效电路图）：
（1）只闭合开关S1时，电路消耗的功率为4W，则电源电压U=？
（2）只闭合开关S2时，灯泡R1正常发光，R3消耗的功率为0.64W，则灯泡的电阻R1=？（写出该小题的解题思路后再求解）
（3）只闭合开S3时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，则变阻器R2的取值范围是多少？
考点：电功率的计算；等效电路；欧姆定律的应用；电阻的串联。 专题：计算题；压轴题。
分析：（1）只闭合开关Sl时，电路为R3的简单电路，根据U=求出电源的电压；
（2）只闭合开关S2时，灯泡R1、R3串联，先根据串联电路的电流特点求出电路中电流，根据U=求出R3两端的电压，再根据串联电路的电压特点求出电阻R1两端的电压，最后根据欧姆定律求出灯泡的电阻R1的阻值；
（3）只闭合开关S3时，滑动变阻器和灯泡串联，根据电压表的量程和灯泡的额定电流确定电路中的最大电流，先根据欧姆定律求出电路的总电流，再根据串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；根据串联电路的电阻分压特点可知，滑动变阻器两端的电压为3V时接入电路的电阻最大，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流，进一步根据欧姆定律求出其最大值，从而得出变阻器R2的取值范围． 解答：解：（1）只闭合开关Sl时，等效电路如下图
电源的电压为U===4V；
（2）只闭合开关S2时：等效电路如下图
思路一：R1=R﹣R3→R=→I=I3=
，
思路二：R1=
电路中电流为I1=I3=此时R3两端的电压为U3=
==0.4A， =
=1.6V，
电阻R1两端的电压为U1=U﹣U3=4V﹣1.6V=2.4V； 电阻R1的阻值为R1=
=
=6Ω；
（3）只闭合开关S3时，等效电路如下图
①滑片左移时，在不损坏电流表和电灯的情况下有： 电路中的最大电流为I=0.4A， 此时电路中的总电阻为R==
=10Ω，
滑动变阻器接入电路的最小值为R2=R﹣R1=10Ω﹣6Ω=4Ω； ②当滑片右移时，在不损坏电压表的情况下有： 电压表的示数U2=3V， R1两端的电压为U1′=U﹣U2=4V﹣3V=1V， 此时通过滑动变阻器的电流为I2=I1′=
=
=A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为R2=∴变阻器R2的阻值范围是4～18Ω．
==18Ω；
答：（1）电源电压为4V；（2）灯泡的电阻为6Ω；（3）变阻器R2的取值范围为4～18Ω．
点评：本题要求学生能通过电路中开关的通断得出正确的电路图，并能灵活应用串联电路的规律及欧姆定律求解．
2．（2011?南通）如图所示的电路中，电源电压为6V，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的最大阻值Rab=20Ω． （1）开关S拨到触点1时，电压表的示数为多大？
（2）开关S拨到触点2时，在变阻器滑片P移动过程中，电流表和电压表示数的最小值分别是多大？ （3）定值电阻R0消耗的最大功率是多少？
考点：电功率的计算；欧姆定律的应用；电阻的串联。 专题：计算题；动态预测题。 分析：（1）当开关S拨到1时，电压表测量的是电源电压．
（2）当开关S拨到2时，R0与R组成串联电路；由图可知滑片在a端时，电表的示数最大，电压表测电源的电压，根据欧姆定律求出电路中的最大电流；滑片在b端时，电表的示数最小，电压表测R0两端的电压，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中电流和R0两端的电压．
（3）当滑片在a端时，电路中的电流最大，R0两端电压最大，功率最大． 解答：解：（1）当开关S拨到1时，电压表测量的是电源电压，因此示数为6V． （2）当开关S拨到2时，R0与R组成串联电路， 滑片在a端时，I=
=
=0.6A，电压表的示数为6V，
滑片在b端时，电路中的总电阻为R总=10Ω+20Ω=30Ω， 电路中电流：I=
=
=0.2A．
R0两端的电压：U0=IR0=0.2A×10Ω=2V，即电压表的示数为2V．
（3）当滑片在a端时，电路中的电流最大，R0两端电压最大，功率最大， P=UI=6V×0.6A=3.6W． 故答案为：（1）开关S拨到触点1时电压表的示数为6V；
（2）开关S拨到触点2时，电流表示数的最小值为0.2A；电压表的最小值为2V；
（3）定值电阻R0消耗的最大功率是3.6W．
点评：本题考查了欧姆定律、电功率的有关计算，分析好电路的组成是解题的关键． 3．（2011?南充）现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V，12W”的灯泡，灯泡的电流随电压变化关系图象如图所示．
（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，求灯泡的电功率；
（2）若在（1）问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0﹣0.6A的电流表，求滑动变阻器接入电路电阻的最小值；
（3）若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路，求滑动变阻器R电功率的最大值．