中学数学中涉及到欧姆定理和电功率的题目,一般难度较大,常常也是高考数学中的难点所在。本次南京市六区统考九年级数学期终卷第12题难度就比较大,属于选择题中的压轴题。
下边,一上去瞧瞧题目。
(12,2022,上海六区统考九年级数学期终卷)如图所示,电源电流恒为12V,电压表(0~0.6A,0~3A),从尺寸“20Ω1.5A”、“50Ω1.5A”、“60Ω1A”的滑动变阻器R中选择一个,将它与10Ω的定值内阻分别以串联和并联的形式接入M、N之间.闭合开关S,联通滑片,观察到不同联接形式中电流表的某两次示数分别为0.2A和2.5A.应选用滑动变阻器的尺寸及在器件安全情况下R的最大功率是()
A.“20Ω1.5A”21.6W
B.“50Ω1.5A”18W
C.“50Ω1.5A”30W
D.“60Ω1A”12W
本题考点:
欧姆定理、电功率、串联电路、并联电路
解题方法:
排除法
解析:
我们先将定值内阻起名为R0.
(1)当滑动变阻器R和定值内阻R0以串联和并联形式接入M、N两端时,将电路图补充如下:
(2)由并联的电路图可知,此时定值内阻大道的电压为12V/10Ω=1.2A,则支路的总电压必小于1.2A.
所以,题干中的2.5A,应为并联电路中的总电压,0.5A为串联电路中的总电压。
(3)串联时,滑动变阻器R接入电路中的电阻为:
(4)并联时九年级电功率计算题,滑动变阻器R接入电路中的电阻为:
综上可知,滑动变阻器R的电阻应小于等于50Ω九年级电功率计算题,且准许通过的电压应小于等于1.3A.
而题干中提供的滑动变阻器类型为“20Ω1.5A”、“50Ω1.5A”、“60Ω1A”。而满足要求的只有“50Ω1.5A”这个尺寸,所以题目中所选用滑动变阻器应为“50Ω1.5A”。
(5)由电功率公式可知,并联形式时,在器件安全情况下R的最大功率为:
(6)由电功率公式可知,串联方法时,电源最大的输出电功率为:
所以,串联方法时,电源自身最大的输出功率才14.4W,大于并联形式时滑动变阻器R的电功率18W。
所以,在器件安全情况下,R的最大功率为18W.
正确答案为:B.
最后,再补充一个应试方法。从题目的选项可知,B、C选项重复度较高。为此,答案大几率应当是在B、C中。
因C选项中R功率为30W,此时对应的电压为
电压超过了滑动变阻器R容许的最大电压1.5A,可排除选项C.