學(xué)習(xí)物理的主要目的是利用物理知識解釋生活中的各種現(xiàn)象,并利用物理知識分析各種問題產(chǎn)生的原因,從而找到解決有關(guān)問題的辦法和措施。
所以,想要學(xué)好物理,必須具備深入思考的能力,能夠運用所學(xué)的知識去分析實際問題。這節(jié)課我們來討論一下初中物理中一道比較難的實際問題:電功率的最大值。老師從以下兩個方面來講解這個知識點。
1.最大值問題1:動態(tài)電路功率的變化范圍
當(dāng)滑條P從a點滑動到b點時,計算自定義電阻R0的電功率的變化范圍。
通過分析可以知道這是一個純電阻電路,所以R0的電功率可以用W=I·I·R來計算;電阻是常數(shù),我們只需要求出電路中電流的大小范圍即可。這是一個串聯(lián)電路,I=U/(R0+R'),所以當(dāng)滑塊在a端時,總電阻最小,電路中電流最大,此時P0最大;當(dāng)滑塊在b端時,總電阻最大,電路中電流最小,此時P0最小。如下圖所示:
最后通過計算得出R0電功率變化范圍為0.1W~0.9W,通過分析可以總結(jié)出解決此類問題的訣竅:取左右兩極值條件,分別計算即可。
2. 最大值問題2:滑動變阻器的取值范圍
分析:其實這道題跟我們之前學(xué)過的歐姆定律的最大值問題是一樣的(不懂的可以看看我之前的文章)。就分析一下最大電壓和最大電流。小燈泡不能超過它的額定電流=/=3w/6V=0.5A,所以RL=U/I=12Ω。電流表不能超過0.6A,電壓表不能超過15V。主題思想是“誰先死誰注意”,意思是誰先超過額定電流或者電壓誰就注意。那我們開始解題吧:這是一個串聯(lián)電路,電流表測量的是電路電流,電壓表測量的是滑動變阻器的電壓。我們假設(shè)此時電路中的所有元件在滑塊的位置都是安全的。如果滑塊往左移動,R'減小,根據(jù)串聯(lián)分壓的特性,U'減小,也就是V讀數(shù)減小,那么電壓表肯定是安全的。 R'減小,則整個電路中的電流增大,根據(jù)前面的計算,電路中的電流不可能超過0.5A,假設(shè)此時電流正好是0.5A,結(jié)合RL=12Ω初中物理電功率計算題,電源電壓為18V,很容易算出此時滑動電阻的阻值R'=24Ω,滑動電阻的最小阻值為24Ω。
如果滑塊向右移動,R'增大,電流減小,那么電路中的燈泡和電流表一定是安全的;按照串聯(lián)分壓,電壓讀數(shù)變大,最大不能超過15V。假設(shè)滑塊向右滑動到某一點時,電壓讀數(shù)正好是15V,結(jié)合RL=12Ω、電壓U=18V,可以算出R'=60Ω初中物理電功率計算題,那么滑動電阻的最大阻值為60Ω。
綜上所述,滑動變阻器的范圍是24Ω~60Ω。此類題解題技巧:小燈泡不能超過額定電流,要根據(jù)銘牌計算電器的阻值。相信通過以上的學(xué)習(xí),同學(xué)們對電功率的最大值有了深刻的理解。為了更好的幫助大家掌握這個知識點,老師準(zhǔn)備了兩道經(jīng)典的練習(xí)題,同學(xué)們練習(xí)鞏固所學(xué)知識。
1、如圖所示,電源電壓U=12V且保持不變,滑動變阻器R的最大阻值為12Ω,固定電阻R0的阻值為6Ω。閉合開關(guān)后,在滑塊P運動過程中,固定電阻R0所受的最小功率為,最大功率為。
2、把標(biāo)有“12V 6w”的小燈泡L與滑動變阻器Rw接在總電壓為18V的電路中,如圖所示。電流表、電壓表選定的量程分別為“0~0.6A”和“0~15V”。要求閉合開關(guān)S后,兩只表頭的讀數(shù)不超過選定量程的最大測量值,燈泡L兩端的電壓不超過額定值(假定燈絲電阻不變)。滑動變阻器Rw的可調(diào)范圍為。
答案:1. 2.67;24. 2. 12~120Ω。不知道你寫得對不對?有什么疑問可以留言告訴我!加油,你現(xiàn)在的努力一定會讓你將來變得優(yōu)秀!