專題29 電學量最值與取值范圍難題對策練習

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專題29 電學量最值與取值范圍難題對策  解決專題問題策略 1.滑動變阻器接人電路的阻值范圍問題這類問題考查串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功公式、電功率公式的靈活應(yīng)用，正確的判斷滑動變阻器消耗的最大電功率是關(guān)鍵。同時要正確分析在什么情況下，滑動變阻器接入電路的電阻最小，在什么情況下，滑動變阻器接入電路的電阻最大，是需要集中精力來研究的。2.電源電壓調(diào)節(jié)范圍的問題這類問題涉及滑動變阻器滑片的移動，滿足電壓表或者電流表的要求，有的需要滿足用電器的要求。來討論電源電壓調(diào)節(jié)的范圍。解決問題是離不開歐姆定律的，所以要靈活使用歐姆定律及其變形是關(guān)鍵。3.電路總電功率最大、最小問題這類問題主要考查學生對電功率計算公式、歐姆定律計算公式、串聯(lián)電路分壓特點的理解和掌握，知道電路總電阻最大時，消耗總功率最小是解決此題的關(guān)鍵。4.電路消耗的最大電能問題當電路中電流最大是，消耗的電能最大，用W大=UI大t 求解；當電路中電流最大是，消耗的電能最大，用W小=UI小t 求解；所以解決這個類問題，關(guān)鍵還是在電路電流的問題，進一步來講，要熟練應(yīng)用歐姆定律，最后通過討論電阻的大小，或者說滑動變阻器滑片的移動來落實問題的解決。5.其他最值問題中考典型例題解析 【例題1】（2021?重慶二模）如圖甲所示的電路，電源電壓不變，L是標有“4V”字樣的燈泡。定值電阻R0的阻值為60Ω，兩個電流表的量程均為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V．圖乙是小燈泡L的電流隨其電壓變化的圖象。當S閉合。S1，S2斷開，將滑片P移到變阻器R的中點時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為5V．下列說法正確的是（　?。?/span>A．電源電壓為5V B．變阻器R的最大阻值為10Ω C．移動滑片P，當燈泡L的功率為1W時，變阻器R接入的阻值為6.25ΩD．當S，S1，S2都閉合，為保證電路安全，變阻器R消耗的最大功率為4.05W【例題2】（2020?葫蘆島）如圖甲所示，電源電壓不變，小燈泡的額定電壓為3V，第一次只閉合開關(guān)S1、S3、變阻器R的滑片從最下端滑至最上端。第二次只閉合開關(guān)S2，將滑動變阻器R的滑片從最下端向上滑至中點時，電壓表V2的示數(shù)為1.5V，滑至最上端時，小燈泡正常發(fā)光。圖乙是兩次實驗中電流表A與電壓表V1、V2示數(shù)關(guān)系的圖象。下列說法正確的是（　?。?/span>A．小燈泡的額定功率為0.9W B．定值電阻R0的阻值為10Ω C．滑動變阻器R的最大阻值為15Ω D．兩次實驗中，電路的最小功率為0.36W【例題3】（2020齊齊哈爾）如圖所示，電源電壓為4.5V保持不變，電壓表量程選擇“0～3V”，電流表量程選擇“0～0.6A”，滑動變阻器R規(guī)格為“20Ω 1A”，小燈泡L上標有“2.5V 1.25W”字樣（忽略燈絲電阻的變化）。閉合開關(guān)S，若兩電表示數(shù)均不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．小燈泡燈絲電阻為5Ω B．電路中的最大電流為0.5A C．滑動變阻器阻值變化范圍為4～20Ω D．電路的最大功率為2.25W臨門一腳預測練 一、選擇題1.（2020湖北武漢）如圖甲所示電路中，電源電壓保持不變，燈泡L的I-U圖象如圖乙所示。當只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器的滑片P在最右端時，電壓表的示數(shù)是2V，電流表的示數(shù)是I1；當只閉合開關(guān)S1、S3，滑片P在最左端時，電流表的示數(shù)是I2；當只閉合開關(guān)S2、S3，滑片P在中點時，電壓表的示數(shù)是3V，電流表的示數(shù)是I3。已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1。當滑片P在最左端時，通過開關(guān)通斷，可使電路消耗的功率最大，該最大值是（    ）A. 7.2W B. 8.1w C. 9.0W D. 9.9W2．（2020?畢節(jié)）如圖所示電路中，電源電壓為18V且恒定不變，燈泡L標有“6V 3W”的字樣，燈絲的電阻保持不變，滑動變阻器R銘牌上的規(guī)格是“100Ω 1A”，電流表所用量程為0～0.6A，電壓表所用量程為0～15V．該電路工作時，要求各元件均安全。閉合開關(guān)，在滑動變阻器滑片P滑動過程中，下列判斷正確的是（　?。?/span>A．電壓表的示數(shù)變化范圍是3V～6V B．電流表的示數(shù)變化范圍是0.25A～0.6A C．滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是18Ω～100Ω D．該電路消耗的最大功率是最小功率的2倍3．（2020?重慶）燈泡L標有“6V”字樣，為探究其工作時的特點，小剛利用圖甲所示的電路進行實驗，其中電源電壓保持不變，滑動變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”。閉合開關(guān)后，將變阻器的滑片P從a端向右緩慢移動，直到電壓表示數(shù)達到6V時為止。圖乙是用獲得的實驗數(shù)據(jù)作出的I﹣U圖象，下列判斷正確的是（　?。?/span>A．閉合開關(guān)，在移動滑片P的過程中，燈L的最小電阻為10ΩB．變阻器的滑片P移到b端時，燈L正常發(fā)光且燈的額定功率為3.6WC．燈L與5Ω的定值電阻R1并聯(lián)接入電壓為6V的電路，電路總功率為7.2WD．燈L與10Ω的定值電阻R2串聯(lián)接入電壓為9V的電路，R2每秒消耗電能為2.5J4．（2020?陜西）如圖1所示的電路，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關(guān)，滑片P從一端滑到另一端的過程中，電壓表示數(shù)隨滑動變阻器阻值變化的關(guān)系如圖2所示。下列說法正確的是（　?。?/span>A．滑片從最左端向最右端滑動過程中，電流表示數(shù)變小 B．滑片滑動過程中，電壓表與電流表示數(shù)之比不變 C．電源電壓為6V D．電路消耗的最大功率為3.6W5．（2020?泰州）如圖甲所示電路，電源電壓恒為6V，滑動變阻器R的規(guī)格為“25Ω 1A”，電流表量程選擇“0～0.6A”，電壓表量程選擇“0～3V”，小燈泡上標有“4.5V 0.3A”字樣，其I﹣U圖象如圖乙所示，閉合開關(guān)S，為保證電路安全，在移動滑片P的過程中，下列選項正確的是（　　）A．電路的最大功率是3.6W B．小燈泡的最小功率是0.75W C．電流表的最小示數(shù)是0.15A D．電流表的最大示數(shù)是0.4A6.（2021山東威海二模）如圖所示是某同學設(shè)計的監(jiān)測河水流速變化的裝置原理圖。機翼狀的探頭始終浸沒在水中，通過連桿帶動滑動變阻器的滑片P上下移動，電源電壓保持4.5V不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，定值電阻R1阻值為5Ω，滑動變阻器R2的規(guī)格為“15Ω，1A”。閉合開關(guān)S，隨著水流速度的改變，下列說法正確的是（　?。?/span>A．當水流速度增大時，電壓表的示數(shù)變大 B．當水流速度減小時，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大 C．滑動變阻器允許接入電路的取值范圍為2.5Ω～10Ω D．電路消耗總電功率的變化范圍為1.35W～4.05W7．（2021新疆二模）如圖所示，電源電壓恒為3V，燈泡L標有“3V 1.5W”字樣（不計溫度對燈絲電阻的影響），滑動變阻器R最大阻值為30Ω，電壓表量程“0﹣3V”，電流表量程為“0﹣0.6A”。在電路安全的情況下，下列判斷正確的是（　　）A．燈泡L正常發(fā)光時的電阻為10ΩB．只閉合開關(guān)S，滑動變阻器的取值范圍只能是0﹣10ΩC．只閉合開關(guān)S，該電路的最大功率是2.5WD．將滑片P移到R的最左端，閉合開關(guān)S、S1，電流表示數(shù)為0.6A二、填空題8. （2020遼寧撫順）如圖所示，電源電壓為不變，小燈泡的額定電壓為。閉合開關(guān)、，將滑動變阻器的滑片滑到最左端時，小燈泡正常發(fā)光，小燈泡的額定功率為______。通電，電阻產(chǎn)生的熱量為______。只閉合開關(guān)，滑動變阻器的滑片從最左端滑到最右端，電壓表示數(shù)從變化到，滑動變阻器的最大阻值為______。9.（2021大連二模）如圖所示，電源電壓恒為12V，電流表、電壓表連入電路的量程分別為“0～0.6A”和“0～3V”，在R1=12Ω、R2=18Ω中選擇一個電阻接入電路的a、b間，使滑片P在移動的過程中，電流表、電壓表的示數(shù)分別能達到最大值，且電路正常工作，則a、b間應(yīng)接入的電阻是____（填“R1”或“R2”）；在兩電表示數(shù)分別達到最大值的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是____。10．（2020湖南衡陽）如圖所示電路中，電源電壓為6V，電阻R1的阻值為2Ω，滑動變阻器R2上標有“10Ω 3A”字樣，小燈泡L上標有“12V 6W”字樣，電流表所選量程為0～3A。（1）當開關(guān)S、S1和S2都閉合時，R2的滑片置于最右端，電流表的示數(shù)為0.9A，小燈泡L在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是　   　J。（2）當S閉合，S1和S2都斷開時，為了確保電流表測量更準確，本實驗中要求電流表指針要達到滿偏刻度的（即示數(shù)不小于最大量程的），則R2接入電路的最大阻值是　   　Ω。11．（2021四川達州二模）如圖所示，電源電壓保持不變，燈泡L標有“10V 5W”字樣（不考慮溫度對燈絲電阻的影響），當S、S1都閉合且滑動變阻器的滑片P在A端時，電流表A的示數(shù)為1A，此時燈泡正常發(fā)光，則滑動變阻器的最大阻值為　   　Ω．當S閉合、S1斷開且滑動變阻器的滑片P在B端時，電壓表的示數(shù)為　   　V，燈泡L的實際功率為　   　W。三、綜合計算題12.（2021沈陽二模）如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。小燈泡L標有“6Vl.8W”字樣，R0為10Ω的定值電阻，滑動變阻器R銘牌上標有“Ω1A”字樣（電阻值已模糊不清），電壓表使用的量程為0～3V，電流表使用的量程為0～0.6A．當所有開關(guān)都閉合時，小燈泡恰好正常發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動變阻器，在不損壞各電路元件的情況下，滑動變阻器最小與最大功率之比為1：4．求：（1）小燈泡L的電阻為　　Ω；電源電壓為　　V。（2）滑動變阻器R的最大阻值。（3）只閉合S3時，在不損壞各電路元件的情況下，1min內(nèi)電路消耗的最大電能。13．（2021云南二模）如圖所示，燈泡L上標有“6V 2.4W”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0﹣15V．滑動變阻器的最大電阻為160Ω．只閉合S1，滑片置于某點a時，滑動變阻器接入電路中的電阻Ra=40Ω，電壓表示數(shù)Ua=12V，電流表示數(shù)為Ia；只閉合S2，滑片置于某點b時，滑動變阻器接入電路中的電阻為Rb，電流表示數(shù)為Ib．已知Ia：Ib=3：4，Rb：R0=3：2（燈絲電阻不隨溫度變化），滑片移動過程中，燈泡電壓不超過額定值，電表示數(shù)不超過量程。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻；（2）定值電阻R0和電源電壓U；（3）只閉合S1時，電路消耗的最小功率。14.（2021河北二模）如圖所示電路，電源電壓18V恒定不變，小燈泡工標有“12V”的字樣，滑動變阻器的規(guī)格為“200Ω 1A”，電流表量程“0～0.6A”電壓表量程“0～15V”調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片至某一位置時再閉合開關(guān)，小燈泡L恰好正常發(fā)光，此時電流2s內(nèi)對小燈泡L做功12J，不考慮溫度對電阻的影響。求：（1）小燈泡L正常發(fā)光時的電流；（2）滑動變阻器接人電路的阻值在什么范圍時才能保證電路的安全；（3）小燈泡L兩端電壓為何值時，滑動變阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？15.（2021湖北襄陽二模）如圖甲所示，電源電壓保持不變，a、b分別為滑動變阻器的最左端和最右端，閉合開關(guān)時，當滑動變阻器的滑片P從b端滑到a端，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙所示，求：(1)定值電阻R0的阻值；????????????? (2)電源電壓；(3)滑動變阻器的最大阻值。