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1、传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！电学中最值问题分析与例题解答最值是指某个物理量的最大值或最小值，也可理解为物理量的变化范围问题。例如：两个电阻R1=10、R2=30。要使它们连入电路中总电阻值最大，则将两个电阻串联时，根据串联电路中等效总电阻的计算公式R= R1+ R2可求出最大电阻为40，此时电路中总电流最小，电路中总功率也最小。若要使它们连入电路中总电阻最小，此时将两个电阻并联。根据并联电路中等效总电阻的计算公式。可求出最小电阻为7.5，此时电路中总电流最大，电路中总功率也最大。因此电学中最值问题一般是电阻变化，引起电路中电流、电功率等物理量的变化。另外有用电器安全电
2、压或电流和电表的量程确定有关最值问题。以下两例的解答，希望给同学解答此类物理试题时以借鉴。同时我还选择几个习题让同学们加以练习。例1.“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12V 6W”的红灯和“12V 12W”的绿灯及“24 2A”的滑动变阻器等元件设计了如图4所示电路。当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光(电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化)。求：（1）两灯都正常发光时电流表的示数为多少?（2）该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少? 解析：(1)由公式可计算两灯的额定电流： ；
3、 当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，红灯和绿灯并联且正常发光，电源电压U=U额=12V(2)由公式可知，R最小时功率最大，两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯正常发光，电路中最大电功率为：R最大时功率最小：；当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时：。电路中最小电功率为：。例2. 小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图5所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热。电源电压为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200 3A”的字样，电流表A1的量程为00.6A，电流表A2的量程为03A，灯泡上
4、标有“12V 3W”的字样。（1）灯泡正常工作时的电流是多大？（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值。（3）S、S1、S2均闭合时，求R2上消耗电功率的最小值和最大值。 解析：（1）UL=12V，PL=3W，灯泡L正常工作时的电流为：。（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R1串联，而此时灯泡正常工作，则此时灯泡两端的电压为UL=12V，而电源电压为U=72V。电阻R1两端的电压为：，灯泡L正常工作时的电流为0。25A，此时电路中的电流为0.25A。电阻R1的阻值为：。（3）S、S1、S2均闭合时，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电源电压为U=72V，则，而滑动变阻器的最大
5、电阻为R最大=200，R2消耗电功率的最小值为：。此时通过R1的电流为：，电流表A1测通过电阻R1的电流，电流表A2测干路中的总电流，电流表A1的量程为00.6A，电流表A2的量程为03A。通过R2的最大电流为：，R2消耗电功率的最大值为：。练习题：1. 定值电阻R1标有“10 2A”，R2标有“50 05A”的字样。若将它们并联使用，允许加在它们两端电压的最大值是 V；若将它们串联使用，允许加在它们两端电压的最大值是 V。2. 如图 1a 所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“U-I”关系图像如图1b所示。则下列判断正确的是（ ）A电源电压
6、为10V B定值电阻R1的阻值为20 C滑动变阻器R2的阻值变化范围为010 D变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.3A 3.如图2甲所示，电源电压恒为9伏，滑动变阻器的最大阻值为100欧，电流在0.1安0.4安之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图2乙所示，则下列判断正确的是（ ）A电子元件工作时，电阻保持不变B电子元件处于正常工作状态时，电路消耗的最小功率为3.6瓦C当P在中点时，电子元件与滑动变阻器的电压之比为1:1D为使电子元件处于正常工作状态，滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5欧70欧4.如图4甲所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的滑片P从a端移动
7、到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图3乙所示。问：电源电压为多少？当R2为10时，电压表的示数是多少？当电压表示数为2V时，R1的阻值是多少？滑动变阻器的滑片P在b端时，电阻R1的功率是多少？滑动变阻器的滑片P在滑动过程中，变阻器的最大功率是多大？5. 如图4所示是利用压敏电阻的特性来测算压力大小的电路装置，其构造有托盘、压力传感器R，电流计G（量程600mA），托盘质量忽略不计。该压敏电阻随压力的变化关系式为：R=100-20F（F和R的单位分别是N和），当不称重时，电路的电阻是_，此时电流计示数是60mA，则电源电压为_V；某次测量一物体，电流计示数为500mA
8、，可知该物体对托盘的压力是_N，已知该物体与托盘的接触面积为4cm2，它对托盘的压强是_Pa；在电路中串联定值电阻可以起到保护电路的作用，如图5所示。当电阻R接入后，该装置所测的压力范围将_（填“变大”、“变小”或“不变”）。6. 如图6所示，电源电压保持12V不变，L是标有“12V 6W”的小灯泡，其电阻不随温度变化，R=20。 当S、S1闭合、S2断开，且P位于滑动变阻器R0的中点时，电流表示数为0.4A。求滑动变阻器R0的最大阻值。当S、S1、S2都闭合，且P位于a端时，求电流表的示数。要使电路中的总功率最小，请指出开关S、S1、S2的开闭情况和滑片P的位置，并求出此时的最小功率。 安庆石化一中 江能文 2015.1.5
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