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《串联电路中滑动变阻器最大电功率问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、串联电路中滑动变阻器最大功率问题典例分析：在如图所示的电路中，电源电压为U二6V且恒定，定值电阻RlIOG与最大值为R2的变阻器串联，求S闭合后，当R2为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？这个最大值是多少?略解：根据p2=u2i2=i^r2=(u)2j?2=R、+R°U2Ri-j(EhO)—(/?,-/?2)2+4/?i^■0可见，当R2=R1=1OG时,卩2最大,1=1最大值为P2u20.9W从题中的时，P2最大”这一结论中，有一些值得我们思考的问题：①本题的解法很特别：除了运用必须的关于电功率的计算公式外，它还必须借助于巧妙的数学技巧，将本不能一目了然的函数表达式变换成关系
2、清楚的表现形式。这是值得我们在解题过程中加以学习和借鉴的。②b的值在R^R
3、时最大，但如果实际上&的最大值小于Ri,P?还存在最大值吗？③在FG>Ri的情况下，移动滑片使R2的值由0增大到R
4、后继续增大时，P2怎样减小呢？④P2这个关于R2的函数的图像是什么形状的呢？为了解决上面的问题，先用列表法分析P2随R2的变化趋向，以下是一组数据（以U电源=6V,R】=l0G为例）R2(Q)012345678910P2(W)00.2970.50.60.7340.80.8430.8770.880.8970.9R2(Q)12141618202224262850?2(W)0.8920.8750
5、.8520.8270.80.7730.7470.7220.6980.5从上表中的数据不难发现P2具有如下的变化趋势：①当RKR】时，R2取它允许的最大值时，P2为实际的最大值，但不能达到理论上的最大值（即R2=Ri=10Q时，P2=0.9W)②R2二R】这一点是P?变化的分水岭（函数图象的最大值点，即函数图象的拐点）③在R尸Ri这一分水岭两侧，P2值的变化是不对称的，当R2由0增大到R］时，P?逐渐增大（增大较快），并达到最大值；&连入的值达到R后继续增大，P2则缓慢减小。（用赋值法易求P2从0.9W减小到0.5W时,R2的值必须达到50Q）o以下是用描点法描绘的匕随心变化的图
6、像：1巩固训练1.在如图所示的电路中，电源电压为6U且保持不变，电阻Rl100,&为“1A,200”的滑动变阻器。巩固训练2、如图甲所示电路中，为定值电阻，R'为滑动变阻器，图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象•则以下说法正确的是()A.滑动变阻器的最大阻值为10QB.电源电压为12VC.电阻R。的阻值为20QD.在此串联电路中，滑动变阻器的电阻越大，功率越大解：由电路图可以知道，与R'串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流.⑴当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小,由图象可以知道，电路中的最小电流1=°24时,的电功率Px=2W由P=ER可得，
7、滑动变阻器的最大阻值:Q,故A错误；2W、(O.2A尸“°(2)由图象可以知道，当电路中的电流I’0471时，凡的电功率円'此时$接入电路的电阻:z,rU串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由1=—可得，电源的电压：RU=I,(民+尽，)=0.4/1x(R+20©)当电路中的电流/=0*2/1时，电源的电压：U=/(/?<)+7?i)=O.2?lx(7?xi+50Q)因电源的电压不变，所以，'+5°Q),计算得出：局=1°Q,故C错误；则电源的电压：U=°"从(1°Q+5°Q)=12匕所以B选项是正确的；(3)由图彖乙，电路的电流增大，滑动变阻器连入阻值变小，滑动变阻器的功率先变
8、大后变小.由此知，随滑动变阻器的电阻增大，其功率先变大后变小.故D错误.所以B选项是正确的.解析由电路图可以知道，巾与R'串联，电压表测⑺两端的电压，电流表测电路中的电流.(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小,根据图象读出滑动变阻器消耗的电功率,利用P=尸"求出滑动变阻器的最大阻值；(2)由图象读出电路中的电流为°』力时的电功率，根据p=J1R求出&接入电路的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式求出的阻值，进一步根据电阻的串联和欧姆定律求岀电源的电压；(3)由图象知，电路中电流变大时，变阻器功率先变大后变小，市此分析.
9、巩固训练3.如图甲所示，为定值电阻，R'为滑动变阻器•图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关)滑动变阻器消耗的最大电功率为°・91忙几的阻值为2(,Q电源电压是12V系的图象•则下列说法•正确的是(A.B.C.[)•定值电阻该滑动变阻器的最大阻值是3(,Q解:由电路图可以知道，“与R'串联，电压表测Ri两端的电压，电流表测电路中的电流.⑴由图彖可以知道，电路中的最小电流Imin=0,2/1时，R'的电功率P'=°・8",由尸=旳可得，$的最大电阻：时,凡=I2Z(024⑵由图象可以知道，当电
