学习物理的主要目的是利用物理知识解释生活中的各种现象,并利用物理知识分析各种问题产生的原因,从而找到解决有关问题的办法和措施。
所以,想要学好物理,必须具备深入思考的能力,能够运用所学的知识去分析实际问题。这节课我们来讨论一下初中物理中一道比较难的实际问题:电功率的最大值。老师从以下两个方面来讲解这个知识点。
1.最大值问题1:动态电路功率的变化范围
当滑条P从a点滑动到b点时,计算自定义电阻R0的电功率的变化范围。
通过分析可以知道这是一个纯电阻电路,所以R0的电功率可以用W=I·I·R来计算;电阻是常数,我们只需要求出电路中电流的大小范围即可。这是一个串联电路,I=U/(R0+R'),所以当滑块在a端时,总电阻最小,电路中电流最大,此时P0最大;当滑块在b端时,总电阻最大,电路中电流最小,此时P0最小。如下图所示:
最后通过计算得出R0电功率变化范围为0.1W~0.9W,通过分析可以总结出解决此类问题的诀窍:取左右两极值条件,分别计算即可。
2. 最大值问题2:滑动变阻器的取值范围
分析:其实这道题跟我们之前学过的欧姆定律的最大值问题是一样的(不懂的可以看看我之前的文章)。就分析一下最大电压和最大电流。小灯泡不能超过它的额定电流=/=3w/6V=0.5A,所以RL=U/I=12Ω。电流表不能超过0.6A,电压表不能超过15V。主题思想是“谁先死谁注意”,意思是谁先超过额定电流或者电压谁就注意。那我们开始解题吧:这是一个串联电路,电流表测量的是电路电流,电压表测量的是滑动变阻器的电压。我们假设此时电路中的所有元件在滑块的位置都是安全的。如果滑块往左移动,R'减小,根据串联分压的特性,U'减小,也就是V读数减小,那么电压表肯定是安全的。 R'减小,则整个电路中的电流增大,根据前面的计算,电路中的电流不可能超过0.5A,假设此时电流正好是0.5A,结合RL=12Ω初中物理电功率计算题,电源电压为18V,很容易算出此时滑动电阻的阻值R'=24Ω,滑动电阻的最小阻值为24Ω。
如果滑块向右移动,R'增大,电流减小,那么电路中的灯泡和电流表一定是安全的;按照串联分压,电压读数变大,最大不能超过15V。假设滑块向右滑动到某一点时,电压读数正好是15V,结合RL=12Ω、电压U=18V,可以算出R'=60Ω初中物理电功率计算题,那么滑动电阻的最大阻值为60Ω。
综上所述,滑动变阻器的范围是24Ω~60Ω。此类题解题技巧:小灯泡不能超过额定电流,要根据铭牌计算电器的阻值。相信通过以上的学习,同学们对电功率的最大值有了深刻的理解。为了更好的帮助大家掌握这个知识点,老师准备了两道经典的练习题,同学们练习巩固所学知识。
1、如图所示,电源电压U=12V且保持不变,滑动变阻器R的最大阻值为12Ω,固定电阻R0的阻值为6Ω。闭合开关后,在滑块P运动过程中,固定电阻R0所受的最小功率为,最大功率为。
2、把标有“12V 6w”的小灯泡L与滑动变阻器Rw接在总电压为18V的电路中,如图所示。电流表、电压表选定的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。要求闭合开关S后,两只表头的读数不超过选定量程的最大测量值,灯泡L两端的电压不超过额定值(假定灯丝电阻不变)。滑动变阻器Rw的可调范围为。
答案:1. 2.67;24. 2. 12~120Ω。不知道你写得对不对?有什么疑问可以留言告诉我!加油,你现在的努力一定会让你将来变得优秀!