电学极值问题汇总

初中物理电学动态电路分析（极值问题）一、单选题1.如图所示,电源两端电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V1A”（灯丝电阻不变）,滑动变阻器R最大电阻值为60Ω.下列说法正确的是（）A.S闭合后,滑片向右滑动,电压表示数增大B.S闭合后,灯丝中的最小电流为0.2AC.小灯泡L正常发光时,灯丝阻电阻为12ΩD.小灯泡L正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为6Ω标有“100Ω1A”字样，灯泡L标有“6V6W”2.如图所示的电路，电源电压U=12V保持不变，滑动变阻器R字样（灯丝电阻不随温度而变化），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V.为了确保测量准确，要求电表的示数不小于其最大测量值的1/3，要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是（）A.灯泡L消耗的最小功率是0.24WB.正常发光时灯丝的电阻是12ΩC.电路中电流的变化范围是0.11A～0.6AD.滑动变阻器阻值的变化范围是14Ω～48Ω的规格为3.如图所示，电源电压保持6V不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻R1的规格为“20Ω1A”。

闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程“10Ω0.5A”，滑动变阻器R2中，下列说法正确的是（）消耗电功率允许的变化范围为0.4W～0.9W①电阻R1②电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A允许接入电路阻值的变化范围为10Ω～20Ω③滑动变阻器R2④电路消耗总电功率允许的变化范围为1.8W～3WA.只有①和③B.只有①和④C.只有②和③D.只有②和④4.如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为电阻式传感器，电源电压保持不变，当R阻值从0增大到60Ω，测得R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙，下列说法正确的是（）A.R的阻值增大，电流表与电压表的示数都变小B.电源电压为12VC.当电流为0.6A时，1s内电路消耗的电能为21.6JD.R0两端的电压变化范围为6V~18V5.如图所示电路，电源电压6V保持不变，定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω.闭合开关，在滑片b端向a端移动的过程中，以下说法正确的是（）A.滑片在b端时，电流表示数为0.3AB.滑片移到中点时，电压表示数为2VC.电路消耗的最大功率为3.6WD.电压表示数与电流表示数的比值不变6.如图所示的电路，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻阻值5Ω，滑动变阻器R的最大阻值50Ω，闭合开关S，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是（）A.若滑片P向左移，电流表的示数变小B.电压表与电流表的比值不变C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω～50ΩD.电流表的变化范围是0.3A～0.6A7.如图，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0~0.6A”，电压表的量程为“0~3V”，灯泡上标有“2.5V 1.25W”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”。

1．物理小组自制一个可以改变电功率的电热器。

他们用三根阻值不相等的电阻丝R1、R2和R3按图21连接起来，接入220V电源。

已知R1＜R2＜R3，闭合电源开关S，通过S1和S2的开关控制，可以得到四种不同的电功率，知道最大的电功率是最小电功率的11倍，只闭合S1时流过电路的电流是2.2A，此时电功率是只闭合S2时电功率的2倍。

求三根电阻丝的阻值。

（5分）2．育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型。

为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入电路中，其电路图如图18所示。

电源两端电压不变，R1=10 。

开关S1、S2都断开或都闭合所形成的两个电路状态中，电压表示数之比为1∶6；R2消耗的最大功率和最小功率之比为4∶1；R3的最小功率为0.8W。

求：⑴电阻R2的值；⑵电源两端的电压；（3）这个电热器可能有多少个档位，分别是多少瓦。

R1图21S220VR3 R2S1S23．育兴学校科技小组的同学们制作了一个多档位电热器模型。

为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入电路中，其电路图如图24所示。

当只闭合开关S 1时，电压表的示数为U 1，电阻R 3消耗的电功率为P 3；当只闭合开关S 2时，电压表的示数为U 2，电阻R 3消耗的电功率为P 3′，测得此时电阻R 2消耗的电功率为1.6W 。

已知2U 1＝U 2， P 3=4P 3′，电源两端电压保持不变。

（1）请你计算出电阻R 1与电阻R 2的比值。

（2）当开关S 1、S 2、S 3分别处于什么状态时，电路消耗的电功率最大，请你计算出这个电功率。

4．如图20所示的电路，电源电压保持不变。

只闭合S 1和S 3时，电流表的示数为I 1；断开S 1，闭合S 2、S 3和S 4时，电流表的示数为I 2；当闭合S 1、S 4，断开S 2和S 3，电阻R 3消耗的功率为10W ，已知I 1∶I 2＝2∶3，R 3＝2R 2，计算：(1) R 1与R 2的比值；（2）该电路消耗的最大电功率．R 1 R 2R 3S 3S 1S 2 A图20S 45．如图26所示电路总电压不变。

专题28 电功率相关的极值（范围）问题类型1“极值”问题（1）判断定值电阻的最值功率时，抓住不变量(R)，其功率的最值取决于定值电阻两端的电压最值或通过定值电阻的电流最值。

（2）判断电路总功率的最大值或者最小值时，抓住不变量(电源电压U)，则电路总功率的最值取决于接入电路的总电阻。

（3）判断滑动变阻器的最值功率时，当滑动变阻器最大阻值R1大于与其串联的定制电阻R2时，随着变阻器接入阻值的增大，所消耗的电功率先增大后减小，电功率最大值为22max14RUP .1．如图甲所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器最大阻值为50Ω，电流在0.1~0.4A之间时电子元件均能正常工作，通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，电子元件正常工作时（）A．通过电子元件的电流与其两端的电压成正比B．当电流为0.1A时，电子元件的阻值为10ΩC．滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为20ΩD．电路消耗的最大功率为2.4W2．如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，滑动变阻器R最大阻值为5Ω，闭合开关后，调节滑动变阻器R的阻值，根据记录的数据，作出U﹣I关系图像如图乙所示，由图像可知（）A．电源电压U=2.0V B．电压表的最大示数为1.5VC．定值电阻的阻值R0=1.0ΩD．电路的最大功率为4.5W3．如图甲所示，R1为定值电阻，闭合开关，滑动变阻器R2的滑片从b端滑到a端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，下列说法不正确的是（）～A．电流表的变化范围为0.10.6AR的最大电阻为50ΩB．滑动变阻器2C．该电路消耗的最大电功率为3.6WR的电阻值为10Ω，电源电压为10VD．14．如图所示电路，电源两端电压为4.5V且保持不变。

电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0~0.6A，两块电压表的量程均为0~3V，在保证电路安全的条件下，下列说法中正确的是（）A．滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~15ΩB．电流表A的示数变化范围为0.15A~0.45AC．滑动变阻器R2的最大功率为0.45WD．总功率的变化范围为0.675W~1.35W5．如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“6V3W”字样。

欧姆定律应用之五种极值范围问题 一、要点解读 1.极值范围问题： 这类问题，又称电路安全问题。

在电路中，需要保护用电器和电表两类元件的安全。

用电器安全：灯泡L 1标有“6V 0.5A ”，意思是说：两端电压不能超过6V ，电流不能超过0.5A ；滑动变阻器标有“20Ω 1A ”，意思是说：允许流过的电流不能超过1A 。

电表安全：电流表和电压表均不能超过量程最大值。

2.解题原则：保护弱小。

此电路中允许的最大电流：I max =0.5A3.三种范围：⎧⎪⎨⎪⎩电流表示数范围电压表示数范围滑变接入阻值范围求解范围，即求解电路中允许的最大值和最小值，一般初学者宜先从电流的最大值和最小值出发！二、常考题型1.串联电路A.电压表并滑变如图所示，电源电压为6V ，电压表量程0~3V ，电流表量程0~0.6A ，滑动变阻器规格为“20Ω 1A ”，小灯泡L 上标有“5V 0.5A ”的字样（灯丝阻值不变），在保证电路安全下，移动滑片，则电流表示数变化范围__________，电压表示数范围___________，滑动变阻器接入阻值范围__________。

解析：题目中可能只要求一种范围。

为了保证思路的连贯性，解答这类题目初期宜将这三种范围都求出来，且这三种范围间存在着对应关系。

先这样写出来：I max =0.5A —→min 6V 1020.5AR =-Ω=Ω—→U min =0.5A ×2Ω=1V min 6V 3V 0.3A 10I -==Ω—→max 3V 100.3AR ==Ω—→U max =3V 5V 100.5AL L L U R I ===Ω答案：0.3~0.5A；1~3V；2~10Ω。

警醒：这种情况先确定最大电流为0.5A（保护弱小），电阻最小，滑变分压最小，均安全。

当电流最小时，滑变电阻最大，分压最大（一般滑变移不到最大，电压表就已达最大值了）。

所以，可以先确定电压表最大值，即量程最大值，再利用用电器（灯泡）计算。

九年级物理电功率极值题型1.电功率相关的极值专题练1.1 题目描述下图所示电路中，电源电压恒定，灯L标有“3 V1.5 W”字样且电阻不变，电压表量程为～3 V，电流表量程为～0.6 A，滑动变阻器标有“30Ω2 A”字样．闭合开关S，移动滑片P，当电压表示数为2.7 V时，电流表示数为0.3 A，求：1)电源电压为多少？2)为保证电路安全，滑动变阻器允许接入的阻值范围是多少？3)移动滑片P，电路总功率的最小值和最大值各为多大？1.2 解题思路1) 由欧姆定律可知，电路中的电流I=U/R，其中U为电源电压，R为电路总电阻。

因为灯L标有“3 V1.5 W”字样，所以其电阻为R=L^2/P=3^2/1.5=6Ω。

根据电路中电流和电压的关系，可得到U=IR=0.3×6=1.8V。

2) 为保证电路安全，需要保证电路中的电流不超过滑动变阻器的额定电流，即0.3A。

根据欧姆定律可知，滑动变阻器允许接入的阻值范围为R=U/I=3/0.3=10Ω。

3) 电路总功率P=UI=I^2R。

根据已知条件可得，当电压表示数为2.7 V时，电流表示数为0.3 A，所以电路总功率为P=0.3×2.7=0.81W。

移动滑片P，电路总功率的最小值和最大值分别对应电流表量程的最小值0A和最大值0.6A，即P=0和P=UI=0.6×6×6=21.6W。

1.3 答案1) 电源电压为1.8V。

2) 滑动变阻器允许接入的阻值范围为10Ω。

3) 移动滑片P，电路总功率的最小值为0W，最大值为21.6W。

2.如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12 V6 W”字样，定值电阻R1＝120Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω1 A”字样，电压表的量程选用“～3 V”．断开S2，闭合S和S1，滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光．求：1)将滑片P移到B端，三个开关都闭合，1 min内电路消耗的电能是多少？2)断开S1，闭合S和S2，在保证电路安全的前提下，电路消耗的最小功率是多少？2.1 解题思路1) 将滑片P移到B端，三个开关都闭合后，电路中的电流为I=U/R，其中U为电源电压，R为电路总电阻。

考点12-1电学中的极值问题--动态电路计算（多选）1．如图所示电路，电源电压为9V 且保持不变，闭合开关后，当滑片P 在右端时，电流表示数为0.3A ，滑动变阻器消耗功率为1.8W ，当滑片P 移至中点时，电压表示数变化了2V ，小灯泡恰好正常发光，下列说法正确的是（）A ．滑动变阻器的最大阻值为18ΩB ．滑片在右端时，灯泡的功率为0.9WC ．灯泡正常发光时的功率为2WD ．灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω【答案】BCD 【解析】【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。

A ．当滑片P 在右端时，滑动变阻器的电阻最大，电流表示数为0.3A ，滑动变阻器消耗功率为1.8W ，根据P=UI 知滑动变阻器的电压为： 1.8W===6V 0.3AP U I 滑滑，滑动变阻器的最大电阻为：6V===20Ω0.3AU R I 滑滑，故A 错误；B ．小灯泡两端的电压为U L =U -U 滑=9V-6V=3V ；此时小灯泡的功率为：P L =U L I =3V×0.3A=0.9W ，故B 正确；C ．当滑片P 移至中点时，滑动变阻器的电阻减小，变为原来的一半，为：11=20=1022R ⨯ΩΩ滑；滑动变阻器的电阻减小，分压减少，电压表示数减小了2V ，变为6V-2V=4V ，此时电路的电路为：4V==0.4A 10ΩI U R '''=滑滑，此时小灯泡恰好正常发光，小灯泡两端的电压为：U L '=U -U 滑=9V-4V=5V ，小灯泡的额定功率为：P额=U L I'=5V×0.4A=2W ，故C 正确；D ．小灯泡的额定电阻：5V=12.5Ω0.4AL U R I '=='，故D 正确；2．现有一个电压不变的电源，两个定值电阻1R 、2R ．先将这两个电阻以某种形式连接到电源上，1R 消耗功率为0P ；再将它们以另一种形式连接到该电源上，1R 消耗功率为90P ．两种连接形式中均有电流通过2R ，则先后两种连接形式中（）A ．1R 两端的电压比为1：2B ．1R 两端的电压比为1：3C ．2R 消耗的功率比为4：9D ．2R 消耗的功率比为2：9【答案】BC 【解析】根据P =I 2R 和I =U R 得P =2UR，则U =PR ，故两次R 1两端电压比为01P R ：019P R =1:3设电源电压为U 0，则R 1与R 2串联时，U 1=112R R R +U 0，R 1与R 2并联时，U 1’=U 0，U 1<U 1’，故第一次为串联，第二次为并联．U 1:U 1’=1:3，112R R R +=13，R 2=2R 1与P 2=I 2R 2=I 22R 1=2P 0，P 2’='222U R ='2112U R =92P 0，故两次R 2消耗的功率比为4:9．3．如图是一台电热饮水机的电路简图。

专项六：欧姆定律极值专题例题：1、如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡标有“3V 1.5W”字样，电流表的量程是0~0.6A，滑动变阻器的规格是“50Ω1A”，为了保证电路各元件都能安全使用，则滑动变阻器连入电路的阻值范围是（）A．14Ω～50Ω B．18Ω～50Ω C．0Ω～14Ω D．14Ω～18Ω2、如图所示电路中，电源电压U＝4.5V，且保持不变，定值电阻R1＝5Ω，变阻器R2最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。

为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是( )A.0Ω～10ΩB.0Ω～20ΩC.5Ω～20ΩD.2.5Ω～10Ω3、如图所示电路中，电源电压为10V，且保持不变，电阻R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω，则当滑片P在滑动变阻器上滑动时，电流表、电压表上示数变化的范围分别是（）A.0.2A～0.5A 6V～0VB.0.2A～0.3A 6V～0VC.0.2A～0.5A 4V～10VD.0.2A～0.5A 4～6V选择题（共12小题）1．标有“4V 0.25A”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在如图所示的电路中．电源电压为6V，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”．为确保电路安全，闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在（）A．0～8ΩB．8～16ΩC．1 5～20ΩD．以上答案都不对2．标有“2V 0.5A”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器，连接在如图所示的电路中，其电源电压为6V，电流表的量程为“0～O.6A”，电压表的量程为“0～3V”．闭合开关，在不损坏用电器的前提下，移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表示数的范围是（）A．O.25A～0.6A，1V～2V B．O.3A～O.5A，1V～1.5V C．O.25A～0.5A，1.5V～2V D．O.25A～0.5A，1V～2V 3．标有“2V 1W”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器，连接在如图所示的电路中，其中电源电压为6V．闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，则电流表、电压表示数的范围是（）A．0.25A～0.6A 1V～2V B．0.3A～0.5A 1V～1.5V C．0.25A～0.5A 1.5V～2V D．0.25A～0.5A 1V～2V 4．如图所示电路，电源两端电压为20V不变，用滑动变阻器调节灯泡两端的电压．已知灯泡电阻为5Ω不变，滑动变阻器的最大电阻为20Ω，当滑动变阻器的滑片从a端移到b端的过程中，灯泡两端的电压变化范围是（）A．20V～4V B．4V～20V C．8V～20V D．0V～20V5．如图所示的电路，电源电压U=25V，已知灯泡的电阻是5Ω，滑动变阻器的最大电阻是20Ω，当滑动变阻器的滑片P从a点移动到b点的过程中，灯泡两端的电压变化范围是（）A．0﹣25V B．5V﹣25V C．0﹣5V D．10V﹣25V6．如图所示，电源电压为6V不变，电压表用0～3V量程，电流表用0～0.6A量程，R1=6Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω．为了保证两表均不损坏，滑动变阻器能允接入电路的阻值范围是（）A．0～4ΩB．2～4ΩC．4～6ΩD．0～6Ω1.学校实验室有一只标有“10Ω 1A”的指示灯和一只标有“20Ω 0.6A”的定值电阻，一位同学把它们串联后接在电路中，此时电路中允许通过的最大电流为____A，指示灯和定值电阻两端的最大总电压是_____V；一位同学把它们并联后接在电路中，则电源电压最大为_____V，此时干路中允许通过的最大电流为______A.2.给你一只标有“10Ω 0.3A”的定值电阻和一只标有“30Ω 0.6A”的滑动变阻器，在保证所有电路元件安全的前提下，若串联接入电路，则电路中允许通过的最大电流为A，它们两端允许加的最大电压为 V；若并联接入电路，则电源电压最大为 V，此时干路中允许通过的最大电流为 A。