当电路中的电流发生变化时,定值电阻的电功率变化规律可以由公式P=I2R或P=做出判断。对于电阻值也发生了改变的变阻器,我们又该如何判断它的电功率变化呢?
通过实验和推导我们发现变阻器的功率变化规律:变阻器与定值电阻串联的电路中,当变阻器接入电路的电阻与定值电阻相等时,变阻器所消耗的电功率最大。
变阻器的电功率变化规律是教材中没有涉及的知识,但是应用此规律,可以帮助我们理解和解答许多实际问题。
例1.如图1所示的电路中,电源电压保持12V不变。R2=20Ω,滑动变阻器R1的阻值变化范围是0—30Ω. 求:滑片在移动过程中,变阻器R1消耗的电功率的变化范围。
解析:当变阻器R1接入阻值为零时,它的电功率为0W,这显然是R1电功率的最小值。但是有些同学错误的认为,当变阻器的滑片移到最右端时,即R1接入阻值为30Ω时,它的电功率最大,进而错误地求出R1的电功率范围。由于变阻器的最大阻值大于定值电阻,由规律可知,当滑动变阻器R1接入电路的阻值与电阻R2相等时,它的电功率才是最大的。
当变阻器接入阻值R1=R2=20Ω时,电路中的电流I===0.3A
R1的电功率为最大P1=I2R1=(0.3A)2×20Ω=1.8W
当滑动变阻器接入的电阻R1=0时,R1的电功率为最小P1=0
所以滑动变阻器R1的电功率变化范围是0-1.8W。
【点评】本题考查了分析电路和利用电功率公式计算的能力,解题的关键是分析变阻器的最大功率,即当变阻器的阻值等于定值电阻时,变阻器的功率最大。
例2.如图2所示,电源电压不变,定值电阻R的阻值为4Ω,现有四只小灯泡L1、L2、L3、L4,它们的规格分别为“4V 2W”、“4V 4W”、“6V 4W”、“6V 6W”。当把它们分别接在电路中的M、N两点之间时,发光亮度最大的是
A.L1B.L2C.L3D.L4
解析:要判断灯泡的亮度,只需比较灯泡的实际功率,谁的实际功率最大,谁的亮度最大。常规的解法是先根据每只灯泡的额定电压和额定功率,计算出每只灯泡的灯丝电阻,再分别代入电路中,求出每只灯泡的实际电流值,由此计算出每只灯泡实际电功率,进行比较.这种解法繁琐,运算量大,错误率高。
仔细分析,不难发现,本题中R为定值电阻,当M、N间接入不同灯泡时,其电阻值是不断变化的,我们把M、N间看作是滑动变阻器,就可以运用上述规律。当M、N间的电阻的阻值和定值电阻R的阻值相等时,它的电功率就是最大的,灯泡就是最亮的。通过计算可知灯泡L1、L2、L3、L4的电阻分别为8Ω、4Ω、9Ω、6Ω。可见灯泡L2的实际功率最大,亮度最大。选B
【点评】利用变阻器的电功率的变化规律解题是解决本题的关键,求解的过程中应巧妙地将电路的M、N间看作为变阻器,要判断谁的功率最大,只要利用公式寻找出阻值与定值电阻相等的灯泡即可。
磁卡效应(magnetocaloriceffect)初中知识物理篇
2016高考物理一轮复习验证力的平行四边形定则专题训练(附答案)
2016高考第一轮复习物理要加强应试能力培养
室温磁制冷(magneticcoolingatroomtemperature)初中生物理百科
高考物理一轮复习牛顿运动定律的综合应用专题训练(附答案)
射频SQUID(RF(Radiofrequency)SQUID)初中知识物理篇
超导电机(superconductivemotor)初中知识物理篇
约瑟夫森方程(Josephsonequation)初中知识物理篇
名师指点2016高考第一轮物理复习需做好定期总结
斜截头山墙中学生的物理小知识
伏特计(电压表)(voltmeters)初中知识物理篇
克劳德循环(Claudecycle)初中生物理百科
柯林斯液化器物理初中年级知识
焦耳-汤姆逊效应制冷器初中生物理百科
2016届高考物理一轮复习验证牛顿运动定律专题提升训练
物理必修一的教学反思
2015-2016高考物理一轮复习抛体运动专题提升训练(附答案)
气体纯化(purificationofgases)初中知识物理篇
高考第一轮复习提升物理成绩的注意事项
埃利克逊磁性制冷循环初中生物理百科
15-16高考第一轮物理复习怎么看课本和做题
八年级上册物理平均速度的测量课后复习练习题
直流约瑟夫森效应D.C初中知识物理篇
啞浹i瘍初中知识物理篇
备战2016高考第一轮物理复习要控制基础与提高的关系
卡皮查液化器(Kapitzaliquefier)初中生物理百科
声音的特性同步练习题:人教版八年级上册物理
2016初二上册物理噪声的危害和控制随堂检测题
超导元件(superconductingcomponent)初中生物理百科
斯特林磁性制冷循环物理初中年级知识
不限 |
物理教案 |
物理课件 |
物理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |