专题55有关电功率计算的电学极值有关电功率计算的电学极值((或范或范围围))问题问题))专项解读用电器有额定值、电表有量程、滑动变阻器有最大阻值和允许通过的最大电流,当电路发生动态变化时,不能超过这些值,于是就出现了所求物理量的极值(或范围)问题
解题策略:(1)重视不变量:电源电压与定值电阻的阻值
(2)寻找可求量与要求量之间的关系:①电路中的最大电流I大:对比用电器额定电流与电流表量程决定——“”取小值
则R总小=,故R小滑=R总小-R定值、U小滑=I大R小滑、P大=U电源I大
UI电源大②电路中的最小电流I小:由滑动变阻器接入最大阻值决定,则R总大=R定值+R大滑、I小=U电源/R总大、U大滑=I小R大滑、P小=U电源I小
③滑动变阻器所分最大电压U大滑:由电压表的量程决定,则:U小灯=U电源-U大滑,故I小=、R大滑=、P小=U电源I小
(3)变化范围:电流表示数变化的范围:I小~I大;电压表示数变化的范围:U小灯~U灯正常或U小滑~U大滑(观察其测量对象);滑动变阻器接入电路的阻值范围:R小滑~R大滑;电路总功率范围:P小~P大
UR小灯灯UI大灯小【例题】〈2016·聊城〉如图所示,小灯泡L“标有6V3W”的字样,不考虑灯丝电阻的变化,滑动变阻器的最大阻值R为24Ω,电源电压保持不变
当S闭合,S1、S2断开,滑片P滑到中点时,小灯泡恰好正常发光
保持滑片P的位置不变,闭合S、S1、S2,发现电流表的示数变化了1A
求:(1)小灯泡正常发光时的电流
(2)电源电压
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗总功率的最小值
解:(1)小灯泡正常工作时的电流I==0
5A;(2)当S闭合,S1、S2都断开时,电路中滑动变阻器和小灯泡串联,滑片滑到中点时,滑动变阻器连入电路的阻值为=12Ω,小灯泡正常发光,则电路中的电流I=0
5A,小灯泡的电阻RL==12Ω,所以