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专题训练(一)与电功率有关的动态电路问题【专题概述】与电功率有关的动态电路问题因电路变化,增加了问题分析求解难度,成为大家学习的一个难点。而通过解答这类试题,又能真切考查学生应用物理知识解决实际问题的能力,所以该题型又成为常考题型。其实,解答这类试题需要一定的思路:首先是明确引起电路变化的原因,其次是认清电路连接,熟识电表测量情况,明确题目给定的所有条件,最后借助于物理规律、公式对相关物理量的大小进行分析求解。类型1滑动变阻器引起的电路变化1.如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从中间向a滑动时,下列说法正确的是(C)A.电流表和电压表的示数均变大B.电流表示数变小,电压表示数变大C.灯L消耗的功率变大D.灯L消耗的功率变小2.如图甲所示是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示,则(D)A.电阻R0两端的电压与通过R0的电流成正比B.R0的阻值是10ΩC.该电路的最小功率为0.05WD.滑动变阻器R的电功率变化范围是0~0.45W类型2敏感电阻引起的电路变化3.某型号天然气泄漏检测仪器的电路如图甲所示,图中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测天然气是否泄漏,则下列判断正确的(D)A.天然气浓度增大时,电压表示数变小B.天然气浓度减小时,电流表示数变大C.天然气浓度增大时,电路消耗的总功率变小D.无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变类型3开关引起的电路变化4.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=20Ω,当闭合开关S1、S3,断开S2时,电流表的示数为0.3A,当闭合开关S2、S3,断开S1时,电流表的示数为1.2A。求:(1)电源电压;(2)电阻R2的阻值;(3)当闭合S1,断开S2、S3时,电路消耗的电功率为P1;当闭合S2,断开S1、S3时,电路消耗的电功率为P2,且P1∶P2=1∶2,求电阻R3的阻值;(4)整个电路消耗的最小电功率。解:(1)闭合开关S1、S3,断开S2时,R3被短路,只有R1接入电路,电流表测电路中的电流,电源电压U=I1R1=0.3A×20Ω=6V(2)闭合开关S2、S3,断开S1时,R3被短路,只有R2接入电路,电流表的示数为1.2A,电阻R2的阻值R2=𝑈𝐼2=6V1.2A=5Ω(3)闭合S1,断开S2、S3时,R1、R3串联,电路消耗的电功率P1=𝑈2𝑅总=𝑈2𝑅1+𝑅3①闭合S2,断开S1、S3时,R2、R3串联,电路消耗的电功率P2=𝑈2𝑅'总=𝑈2𝑅2+𝑅3②因为P1∶P2=1∶2,所以𝑅2+𝑅3𝑅1+𝑅3=12,R1=20Ω,R2=5Ω,解得R3=10Ω(4)由P=𝑈2𝑅可知,电路中的总电阻最大时,电路消耗的电功率最小。R1、R3串联时,电路的最大电阻R最大=R1+R3=20Ω+10Ω=30Ω,即当断开开关S2、S3,闭合S1时,R1、R3串联的总电阻最大。整个电路消耗的最小电功率P最小=𝑈2𝑅最大=(6V)230Ω=1.2W