【正文】 示數為 15V 時功率為 2. 25 W ，即由變阻器的最左端逐漸向右端移動時 ， 變阻器消耗的電功率先變大后變?。?． [2022石家莊橋西區(qū)模擬 ]如圖所示 ， 燈 L上標有 “ 12V ”， 定值電阻 R1的阻值為 10Ω， 滑動變阻器 R2上標有“ 50Ω 1A”．閉合 S S2， 燈 L正常發(fā)光．電流表 、 電壓表的量程分別為 0～ 3A,0～ 15V， 求： (1)燈正常發(fā)光時的電阻． (2)滑動變阻器允許連入的阻值范圍． (3)斷開 S S2， 用一個新的電源去替代 原來的電源 ， 電流表 、 電壓表的量程分 別為 0～ ,0～ ， 要求兩個電表先后均能達到滿刻度且電路正常工作．求允許替換電源的范圍． 解： ( 1) 由 P ＝U2R可得燈泡電阻 R L ＝U2LP L＝? 12V ?23. 6W＝ 40 Ω( 2) 閉合 S 1 、 S 2 ， 燈 L 與滑動變阻器 R 2 并聯 ， 電流表測量干路中的電流 ，由于燈 L 正常發(fā)光 ， 則電源電壓 U ＝ U L額＝ 12V燈正常發(fā)光時的電流 I L ＝U LR L＝12V40 Ω＝ 0. 3A所以 ， 當滑動變阻器達到允許通過的最大電流 1A 時 ， 干路電流為 1A ＋ 0. 3A ＝ 1. 3A ＜3A ， 電流表是安全的．所以滑動變阻器允許連入最小值 R 2最?。経I2 最大＝12V1A＝ 12 Ω則滑動變阻器的變阻范圍為 12 Ω ≤ R滑≤ 50 Ω( 3) 斷開 S 1 、 S 2 ， R 1 、 R 2 串聯．當電流表示數最大時 ， I最大＝ 0. 6A ， U最?。?I最大R總最?。?0. 6A 10 Ω ＝ 6V當電壓表示數最大時 ， U 2 ＝ 3V ， U ＝ U 1 ＋ U 2 ＝ 10 Ω 3V50 Ω＋ 3V ＝ 3. 6V此時電流表不可能達到最大 ， 所以 3. 6V 舍去．當 I最大＝ 0. 6A 且 U 2最大＝ 3V 時 ，U最大′ ＝ U 1 ＋ U 2 ＝ 0. 6A 10 Ω ＋ 3V ＝ 9V因題中要求兩個電表先后均能達到滿刻度 ， 所以最大電壓為 9V .所以 6V ≤ U ≤ 9V .3． [2022河北中考 ]如圖 1所示 ， 電源電壓恒定 ， 滑動變阻器的規(guī)格為 “ 30Ω 1A”， 在 AB間接入規(guī)格為 “ 12V 12W”的燈泡 ， 閉合開關 ， 當變阻器的五分之一阻值連入電路時 ， 燈泡正常發(fā)光． (1)求燈泡正常工作時通過的電流和電源電壓． (2)R0是如圖 2所示的 Ra和 Rb之間任意取值的電阻 ， 當在 AB間接入電阻 R0后 ， 閉合開關 ， 在保證電路安全的情況下 ， 將滑片 P從最右端向左滑動的過程中 ， 電流表示數均出現過(電流表選擇 0～ )， 求 R0的取值范圍及電壓表示數的最大值和最小值． 解： (1)在 AB之間接入燈泡 ， 當燈泡 L與 R串聯時 ， 燈泡正常發(fā)光 ， 因串聯電路中電流處處相等 ， 所以 ， 通過燈泡的電流即電路中的電流 ， 由 P＝ UI可得 由 可得 ， 滑動變阻器兩端的電壓 因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和 ， 所以 ， 電源電壓 U＝ UL＋ UR＝ 12V＋ 6V＝ 18V (2)由圖 2可知 ， 當 Ia＝ Ib＝ 2A時 ， Ua＝ 20V， Ub＝ 50V， 則兩電阻的阻值分別為 當電流表的示數為 ， 電路中的總電阻 15I ＝ I L ＝ P LUL＝ 12W12V ＝ 1AI＝ UR U R ＝ I 15 R ＝ 1A 15 30 Ω ＝ 6VR a ＝ U aIa＝ 20V2A ＝ 10 Ω ， R b ＝ U bIb＝ 50V2A ＝ 25 ΩR 總 ＝ UI ′ ＝ 18V0 . 4 A ＝ 45 Ω當滑動變阻器的滑片位于最右端時 ， R0的阻值最小 ， 因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和 ， 所以 ， R0的最小阻值 R0小 ＝ R總 － R＝ 45Ω－ 30Ω＝ 15Ω 又因 R0是 Ra和 Rb之間任意取值的電阻 ， 所以 ， R0的最大阻值 R0大＝ Rb＝ 25Ω 所以 ， R0的取值范圍為 15Ω～ 25Ω； 當 R0＝ 15Ω， 滑動變阻器的滑片位于最右端時 (變阻器接入阻值最大 )， 電壓表的示數最大 ， 則電壓表的最大示數 UR大 ＝ I ′ R＝ 30Ω＝ 12V 當 R0＝ 25Ω， 電路中的電流最大為 ， R0兩端的電壓最大 ，電壓表的示數最小 ， 此時 R0兩端的最大電壓 U0大 ＝ I大 R0＝ 25Ω＝ 15V 則電壓表的最小示數 UR小 ＝ U－ U0大 ＝ 18V－ 15V＝ 3V 解決電學計算題應從以下方面進行： ① 分清電路在每個狀態(tài)下的結構 ， 即電路的連接方式 ， 滑動變阻器使用的阻值范圍 ，電壓表 、 電流表所測定的物理量． ② 針對每種狀態(tài)畫出相應的等效電路圖 ， 在圖中標出這種狀態(tài)下所對應的已知量 、 不變量 、待求量． ③ 以 “ 不變量 ” 為中心列出電路方程．當電路狀態(tài)發(fā)生改變時 ， 電路的電源電壓和定值電阻阻值－般不隨電路狀態(tài)的改變而改變．抓住以上 “ 不變量 ” ， 利用歐姆定律 、 串并聯電路特點 、 電功及電功率的計算公式 ， 可列出電路方程． ④ 以電路中的等量關系 、 比值關系引出方程或以此作為聯系方程中的物理量間的紐帶 ， 代換求解． 【 備考指導 】 1． [2022邯鄲一模 ]如圖所示是某種升降電梯工作原理圖 ， 它由轎箱 、 配重塊 、 纜繩 、 滑輪和電動機等部件組成 ， 連接轎箱的兩根纜繩非?？拷?， 轎廂空載時的重量是 3100N， 配重的重量是 3000N， 某次電梯載貨物的重量是 1000N， 當電梯勻速上升15m， 所用的時間為 10s， 不計纜繩重力和一切摩擦阻力 ， 在此運動過程中 ， 求： (1)電梯工作時使用到定滑輪 ， 定滑輪的優(yōu)點是： . (2)配重重力對配重做的功． (3)電動機的功率至少是多大． 改變力的方向 解： (2)配重重力對配重做的功 W＝ Gh＝ 3000N 15m＝ 104J (3)轎廂運動的速度 當轎廂勻速上升時 ， 轎廂豎直向下受到自身重和載貨重 ， 豎直向上受到配重拉力和電機的拉力 ， 滿足 G空 ＋ G貨 ＝ F配 ＋ F電 ， 所以 ， F電 ＝ G空 ＋ G貨 － F配 ＝ 3100N＋ 1000N－ 3000N＝ 1100N 所以 ， 電動機的至少功率 v ＝ st＝ 15m10s ＝ 1 . 5 m /sP ＝ W 電t ＝ F 電 橋西區(qū)模擬 ]建筑工地上 ， 需要利用拖拉機和滑輪組 (如圖所示 )將質量為 103kg的物體 ， 拉到長 100m， 高50m的斜面頂端 ， 測得拉動一個物體沿斜面勻速上升時拖拉機的水平拉力為 4 103N， g＝ 10N/kg， 不計繩重及滑輪與繩 、 軸間的摩擦． (1)在圖中畫出物體對斜面壓力 F的示意圖； (2)對物體做的有用功 ， 以及此時滑輪組與斜面組合的機械效率； (3)若動滑輪重 1000N， 物體所受摩擦力的大??； (4)若拖拉機的最大輸出功率為 12kW， 求拖拉機在水平地面上勻速拉動物體過程中的最大速度． 解： (2)已知物體質量和斜面高 ， 對物體做的有用功 W有 ＝ Gh＝mgh＝ 103kg 10N/kg 50m＝ 6 105J 由圖可知 ， 滑輪組中有兩段繩子通過動滑輪 ， 即 n＝ 2 將物體拉上斜面時 ， 拖拉機通過的距離 s＝ 2L＝ 2 100m＝ 200m 拉力總功 W總 ＝ F拉 s＝ 4 103N 200m＝ 8 105J 所以拉動物體時的機械效率 (3)根據 W總 ＝ W有 ＋ W額 可得 ， 額外功 W額 ＝ W總 － W有 ＝ 8 105J－6 105J＝ 2 105J 不計繩重及滑輪與繩 、 軸間的摩擦 ， 克服動滑輪重和斜面摩擦所做的功是額外功 ， 所以 W額 ＝ fL＋ G滑 h， 所以物體所受摩擦力 (4)若拖拉機的最大輸出功率為 12kW， 由 可得 ， 拖拉機在水平地面上勻速拉動物體過程中的最大速度 η ＝ W 有W總 100% ＝ 6 10 5 J8 10 5 J 100% ＝ 75%f ＝ W 額 － G 滑 hL ＝ 2 10 5 J － 1000N 50m100m ＝ 1 . 5 10 3 NP ＝ Wt ＝ F 拉 st ＝ F 拉 vv ＝ PF拉＝ 12 10 3 W4 10 3 N ＝ 3 m /s9． [2022唐山豐南區(qū)一模 ]如圖所示 ， 一質量為 70kg， 底面積為 ， 通過繩系于輕質杠桿 ABC的 A端 ， 杠桿可繞 O點轉動．已知 AO⊥ OB、 OB⊥ BC， 且 AO∶ BO＝5∶ 6， BO∶ BC＝ 3∶ 4.(繩重和摩擦不計， g＝ 10N/kg) (1)物體的重力； (2)在 C端用 F＝ 200N的力豎直向下拉杠桿 ， 使杠桿靜止平衡 ， 且AO、 BC在水平位置 ， 求物體對地面的壓強； (3)試畫出作用在 C點使杠桿平衡 (AO、 BC處于水平 )， 且物體對地面的壓強恰好為 0， 所需的最小的力臂 ， 并求出該力的大?。? 解： (1)物體的重力 G＝ mg＝ 70kg 10N/kg＝ 700N (2)在 C端用 F＝ 200N的力豎直向下拉杠桿 ， 拉