专题15 电学范围与极值的计算(解析版)
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2018年中考物理:电学极值与取值范围一、单选题(共4题;共8分)1.(2017•天水)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω.闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到最右端b时,电流表的示数为0.6A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.2A.则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为()A. 6V 20ΩB. 12V 20ΩC. 6V 10ΩD. 12V 10Ω2.(2017•聊城)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P向左移动的过程中(不考虑灯丝的电阻受温度的影响),下列说法正确的是()A. 电流表示数逐渐变小B. 电压表示数逐渐变大C. 滑动变阻器两端的电压逐渐变大D. 小灯泡的亮度逐渐变暗3.(2016•泰安)如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0﹣3V”,电流表量程为“0﹣0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是()①小灯泡的额定电流是0.6A②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω﹣10Ω③电压表示数变化范围是0﹣3V④电流表示数变化范围是0.3﹣0.5A。
A. 只有②、④正确B. 只有②、③正确C. 只有①、④正确D. 只有①、③正确4.(2017•枣庄)如图,电源电压恒为5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量称为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,小灯泡标有“3V 1.8W”字样,闭合开关,在电路安全的情况下,(不考虑灯丝电阻的变化)则下列说法正确的是()A. 滑动变阻器的阻值允许调节的范围是0~20ΩB. 电流表示数的变化范围是0.1A~0.6AC. 电压表示数的变化范围是1V~3VD. 小灯泡的最小功率是1W二、填空题(共4题;共11分)5.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示.图乙中的a′、b′两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应.则电源电压为________ V,定值电阻R0的阻值等于________Ω.6.(2015•贵港)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电路为2A,闭合开关S后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示,则小灯泡的电阻值为________ Ω,电路消耗的最小功率为________ W.7.某电阻R的阻值不变,标有“6V 6W”字样,它的电阻是________Ω,将R与灯泡L、电压表(量程为0~3V)、电流表(量程为0~0.6A)和开关及合适的电源,连成如图甲所示的电路,开关S闭合后,通过灯泡L的电流随它两端电压变化的图象如图乙所示.在保证电路中各器件都安全的情况下,灯泡L消耗的最大功率为________ W,此时电源电压为________ V.8.(2017•南京)如图所示,电源电压为3V,R1=10Ω,R2=10Ω,R3=20Ω.只闭合S3,电流表的示数为________ A,电压表的示数为________ V;只闭合S1、S2、S3,电流表示数为________ A;要使电路消托的电功率最小,应只闭合开关________.三、解答题(共1题;共5分)9.如图所示,电源电压恒定不变,R2的阻值为8Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,小灯泡电阻不随温度改变.若闭合S1、S2,断开S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为3V,那么:(1)小灯泡L的电阻为多大?(2)电源电压为多少?(3)R1电阻为多大?(4)若闭合S1、S3,断开S2,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大,这个最大的功率等于多少?四、综合题(共1题;共15分)10.(2016•德州)在如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压不变,闭合开关S后,调节滑片P从a端移动到b端过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示.求:(1)电路中电流最小时,1min内电流通过电阻R做的功;(2)电源电压和定值电阻R0;(3)若电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A,为保证电表正常工作,定值电阻R0消耗的功率范围.答案解析部分一、单选题1.【答案】A【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,由I= 可得,电源的电压:U=IR1=0.6A×10Ω=6V,故BD错误;当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的总电阻:R= = =30Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的最大阻值:R2=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω,故A正确、C错误.故选A.【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出R2的最大阻值.2.【答案】B【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L与变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流.滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I= 可知,电路中的电流变大,即电流表的示数逐渐变大,故A错误;由U=IR可知,灯泡L两端的电压变大,即电压表的示数逐渐变大,故B正确;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,小灯泡的亮度逐渐变亮,故D错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压逐渐变小,故C错误.故选B.【分析】由电路图可知,灯泡L与变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流.根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,根据P=UI可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化,根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化.3.【答案】A【解析】【解答】解: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.(1)灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,由P=UI可得:小灯泡正常发光时的电流为:I= = =0.5A,故①错误;(2)当电路中的电流为0.5A时,串联电路总电压等于各分电压之和,此时电压表的示数U滑=U﹣U L=4.5V﹣2.5V=2V2V<3V,没有超出电压表的量程,灯泡两端的电压可以达到2.5V,串联电路中各处的电流相等,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:R滑min= = =4Ω;当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡两端的电压:U L′=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V,灯泡的电阻:R L= = =5Ω,电路中的最小电流:I min= = =0.3A,电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A,故④正确;滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑max= = =10Ω,滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω~10Ω,故②正确。
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。
微专题17-6 极值范围类计算知识·解读一,引起电路变化地因素:(1)滑动变阻器接入电阻可变,敏感电阻受环境因素地影响可变。
(2)开关地开,闭情况不同。
二,影响电路安全地因素:(1)电流表,电压表量程。
(2)用电器规格(灯泡地“U额,P额”或滑动变阻器地规格“a Ω b A”)。
三,解题步骤:第一步:列出极值要保证电路地安全,首先要将题目中给了规格地各圆件地额定电压,额定电流或允许通过地最大电流罗列出来,这样可以避免遗漏某个圆件.第二步:确定电路状态由题干限制款件(滑片位置或开关状态),确定此时地电路连接情况.第三步:求物理量极值,范围由电路连接状态,在电路安全地款件下,各物理量极值或范围均是在物理量I,R地基础上求得地,因此确定I,R地极值尤为重要.(1)串联电路中电路安全时:a.电流表量程。
b.R变安全电流。
c.I min= .三者中最小值为电路可通过电流最大值,此时滑动变阻器接入电阻最小.a.R变铭牌上地最大值。
b.R变两端电压允许地最大值对应地接入电阻二者最小值为R变min,此时电路电流为I max.(2)并联电路中电路安全:思路各支路所允许地最大电流,支路电流之和为干路地最大值,同时要考虑干路电流表地量程.典例·解读例1,如图所示,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样(不计温度对灯丝电阻地影响).当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光。
当S闭合,S1断开,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表地示数为0.2 A.下面表述正确地是( )A. 电源电压为9 VB. 滑动变阻器地最大阻值为18 ΩC. 调节电路圆件,可使电压表达到地最大值为4.5 VD. 电路地最小功率与最大功率之比为3∶16例2,如图所示,电源电压U=8V 保持不变,小灯泡上标有“6V,4W”字样,电阻R 2=30Ω。
闭合电键后,若滑动变阻器R 1地滑动片P 在离b 端1/4处时,小灯泡地实际功率为1W 。
考点12-2电学中的极值问题--动态电路计算(多选)1.如图所示,电源电压保持不变,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是()A.滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小B.滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大C.滑片向右滑动,电流表、电压表示数都减小D.滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大【答案】BC【解析】AB.如图所示,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压,当滑片向左移动时,滑动变阻器的阻值减小,根据串联电路电阻规律,总电阻减小,利用欧姆定律可知,电路电流增大,根据串联分压的特点,灯泡两端电压也增大,即电流表、电压表示数都增大,故A错误,B正确;CD.当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值增大,根据串联电路电阻规律,总电阻增大,利用欧姆定律可知,电路电流减小,根据串联分压的特点,灯泡两端电压也减小,即电流表、电压表示数都减小,故C正确,D错误。
2.在如图甲所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,电流表的规格为0~0.6A,电压表的规格为0~15V,灯泡上标有“6V6W”字样,灯泡电流随电压变化关系如图乙所示,则下列说法正确的是()A.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为8VB.为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是11.67ΩC.灯泡消耗的最大功率为5.4WD.灯泡消耗的最大功率为1.2W【答案】ABD【解析】A.由甲图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器的电压,电流表测电路中的电流,由图象可知,当电流表示数为0.4A时,小灯泡两端的电压为1V,则电压表读数U=U总−U L′=9V−1V=8V故A正确;B.灯泡正常发光时的电压为6V,由乙图可知正常发光时的电流为1A,电流表的量程为0∼0.6A,则电路中最大电流为0.6A,即灯泡能够达到最大电流为0.6A,由乙图可知,当电流为0.6A,灯泡两端的电压为2V,电源电压为9V,由串联电路的电压规律可知,电压表的示数为7V,根据欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路中的最小电阻R滑min=UI滑=7V0.6A≈11.67Ω故B正确;CD.灯泡能够达到最大电流为0.6A,灯泡两端的电压为2V,故灯泡消耗的最大总功率P=UI=2V×0.6A=1.2W故C错误,D正确。
九年级物理《电学计算——极值范围》刘向明课前检测:1、如图,电源电压为9V ,R 的电阻为6Ω,求,开关闭合时 (1)通过R 的电流(2)电压表、电流表示数。
2、如图,电源电压为9V ,R 1=6Ω,R 2=24Ω,求开关闭合后,电流表、电压表示数?写出解题思路并求解。
3、如图所示,R 1=4Ω,R 2=6Ω已知通过R 1的电流是1A ,求:通过的电流?写出解题思路并求解。
R 24、如图所示,开关闭合后,移动滑片,当滑片移到最左端时,电流表示数 ,电压表示数 ,R 2两端的电压;当滑片移到最右端时,电流表示数 ,电压表示数 ,R 2两端的电压 (均选填 “最大”或“最小”)RR《电学计算——极值范围》电流表、电压表的极值范围:反馈练习1:如图所示电路,电源电压为9V保持不变,R1为6Ω的定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为24Ω。
闭合开关后,求:滑片从最左端滑到最右端的过程中,电流表、电压表的示数变化范围。
(请画出等效电路图)反馈练习2:如图所示,R1=30Ω,闭合开关,滑片移到最左端时,电流表示数为0.3A,滑动变阻器的最大阻值R2的最大阻值为60Ω,求:滑片从最左端滑到最右端的过程中,电压表的示数变化范围。
(请画出等效电路图)滑动变阻器的极值范围:反馈练习3:如图,电源电压为9V,滑动变阻器R2的最大阻值为24Ω;开关闭合后,滑片移到最左端时,电路中电流是0.75A,求:(请画出等效电路图)若电流表量程选0-0.6A,为保证电流表安全,滑动变阻器R2的阻值范围。
反馈练习4:如图,R 1的阻值为12Ω,滑动变阻器R 2的最大阻值是24Ω,闭合开关,将滑片移到最右端时,电流表示数为0.25A ,求:(请画出等效电路图)若电压表量程为0-3V ,为保证电压表安全,滑动变阻器R 2的阻值范围。
灯泡功率的极值范围:反馈练习5:电源电压为6V ,滑变R 3的最大阻值为24Ω,灯泡R 2=6Ω,其额定电流为1A ,若电流表的量程是0~3A ,电压表的量程是0~3V ,在保证元件安全的前提下,求:灯泡R 2的功率变化范围。
电学专题之求最大值、取值范围本文将讨论关于电学中求最大值和取值范围的相关内容。
我们将重点介绍电流、电阻和电压在电路中的最大取值范围,并说明如何计算和确定这些值。
1. 电流的最大值与取值范围电流是电荷通过导体的速率,它在电路中具有最大值和取值范围。
根据欧姆定律,电流与电压和电阻之间存在关系,可以通过以下公式计算电流:I = V / R其中,I表示电流,V表示电压,R表示电阻。
根据这个公式,我们可以得出如下结论:- 电流的最大值取决于电压的最大值和电阻的最小值。
当电压增大或电阻减小时,电流的最大值也会增大。
然而,当电压超过一定范围或电阻过小时,电流可能会超过设备的承受能力,导致故障或损坏。
- 电流的取值范围由电路中的元件决定。
不同元件具有不同的电流承受能力,因此需要根据电路设计要求来选择合适的元件。
2. 电阻的最大值与取值范围电阻是电路中提供阻碍电流流动的元件,它也有最大值和取值范围。
电阻的最大值可以根据电阻器的设计规格来确定,不应超过其额定值。
电阻的取值范围由电路设计和要求来决定。
在电路中,我们需要根据电路的工作要求来选择合适的电阻。
如果电阻过大,可能会导致电路中电压下降过大,从而影响电路的正常工作。
如果电阻过小,可能会导致电流过大,超过元件的承受能力。
3. 电压的最大值与取值范围电压是电路中的电势差,也具有最大值和取值范围。
电压的最大值取决于电源的额定电压以及电路中其他元件的特性。
电压的取值范围由电路设计要求来确定。
在电路设计中,我们需要根据设备和元件的特性来确定电压的最大值和取值范围。
如果电压过高,可能会导致元件的击穿或损坏。
如果电压过低,可能会影响电路的正常工作。
总结在电学中,求最大值和确定取值范围是非常重要的,这有助于保证电路的正常工作和设备的安全。
我们需要根据电路设计的要求来选择合适的电压、电阻和电流取值范围,并确保不超过设备的承受能力。
一旦超过范围,可能会导致电路的故障或元件的损坏。
2022年下学期9年级物理期末复习计算专题百分百演练专题09 电学量最值及范围的计算1. (2022齐齐哈尔)如图所示电路,电源电压恒为6V ,小灯泡L 上标有“4.5V 0.3A ”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),电流表量程选择“0~0.6A ”,电压表量程选择“0~3V ”,滑动变阻器R 规格为“30Ω 1A ”。
闭合开关S ,为保证电路安全,在移动滑片P 的过程中,下列选项正确的是( )A. 小灯泡的最大电功率是1.35WB. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是15Ω~30ΩC. 电压表的示数变化范围是2V~3VD. 该电路的最大总功率是1.2W【答案】BCD【解析】由图可知,灯泡L 与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路的电流。
A .灯泡正常工作时的电功率为P 额=U 额I 额=4.5V ×0.3A=1.35W但此时灯泡两端的电压为4.5V , 超过了电压表量程,所以灯泡两端的实际电压低于额定电压,因此灯泡的最大功率小于1.35W ,故A 错误;B .灯泡的电阻为L L L 4.5V 150.3AU R I ===Ω电压表量程为3V ,所以灯泡两端的电压最大为3V ,所以电路的最大电流为L 3V =0.2A 15U I R ==Ω最大电路的最小总电阻为6V ==300.2AU R I =Ω总最大滑动变阻器的最小电阻为R 最小=R 总-R L =30Ω-15Ω=15Ω滑动变阻器的阻值越大,通过电路的电流越小,并且根据分压原理可知,电压表示数越小,所以滑动变阻器可以达到最大最值30Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为15~30Ω,故B 正确;C .当滑动变阻器连入电路的阻值最大为30Ω时,根据分压原理可知,电压表示数最小,电路总电阻为R 总′=30Ω+15Ω=45Ω电路电流为6V 2=A 4515UI R ==Ω'总此时电压表示数为2A 152V 15L U IR ==⨯Ω=而电压表的最大示数为3V ,所以电压表的示数变化范围为2V~3V ,故C 正确;D .根据公式P =UI 可知,总电压一定,电流最大为0.2A ,所以电路的最大总功率为P 最大=UI 最大=6V×0.2A=1.2W故D 正确。
15电学实验1.某兴趣小组为了测量一个量程为6.0V的直流电压表的内阻R V(约为几千欧),根据手中器材,设计了如图甲所示的电路。
(1)该实验中需要进行的步骤罗列如下,合理的顺序是___________(用步骤前的字母表示)。
A.闭合开关SB.将电阻箱R0的阻值调到零,并把滑动变阻器的滑片P滑到a端C.调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为6.0VD.断开开关SE.调节电阻箱R0的阻值使电压表示数为4V,读出此时电阻箱R0的阻值(2)若在实验步骤E中,读出R0的阻值为1450Ω,则该电压表的内阻V R的测量值为___________Ω,由于系统误差,测量值___________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)为了使测量结果尽可能精确,现有如下两个滑动变阻器,则实验时应选择___________(填A或B)A.R1(最大阻值为10Ω)B.R2(最大阻值为500Ω)某同学在实验中发现,由于电阻箱R0的调节而引起电路电压的变化,为消除电路电压的变化对电压表内阻测量的影响,手边还有另一只量程为6V的电压表V1,请对图甲电路作些改动,并画出改动后的电路图__________。
【答案】BACED 2900 偏大 A【详解】(1)[1]合理的顺序为:B.将电阻箱R0的阻值调到零,并把滑动变阻器的滑片P滑到a端;A.闭合开关S;C.调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为6.0V;E.调节电阻箱R0的阻值使电压表示数为4V,读出此时电阻箱R0的阻值;D.断开开关S,即BACED。
(2)[2] 由题意可知,电压表与电阻箱串联,电压表示数为4.0V,则电阻箱R0分压为2.0V,串联电路特点02 1VRR=解得2900ΩVR=[3] 把电阻箱接入电路时,电路总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,电路电流变小,路端电压变大,分压电路两端电压变大,当电压表示数为4.0V时,电阻箱两端电压大于6.0V,即R0的分压要大一些,故V R的实际值要小一些,实验认为电压表内阻等于电阻箱阻值,由此可知,电压表内阻测量值大于真实值。
15年二模汇编专题:电学变化量和极值范围(15海淀二模 )14.图6所示是一种风速测定装置。
其中风速表是由电压表改装而成,R 为定值电阻,R1为滑动变阻器,“T”型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连。
当风速变大时() A .电压表示数变大 B .电压表示数变小 C .活塞上方气压变大 D .活塞向下移动(15西城二模 )12.如图4所示,电源两端电压不变,R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器。
闭合开关S 后,滑动变阻器滑片P 向b 端移动时,下列判断正确的是()A .电流表A 的示数变小,电压表V 1的示数不变B .电压表V 1的示数与电压表V 2的示数比值变小C .电压表V 2的示数变大,电路消耗的总功率变大D .电流表A 的示数和电压表V 1的示数的比值变大14.如图5所示的电路中,电源两端电压不变。
开关S 闭合前,电压表的示数为6V ;开关S 闭合后,电流表A 1的示数为0.6A ,A 2的示数为0.5A ,A 3的示数为0.9A 。
下列判断正确的是()A .通过R 1的电流为0.1AB .电阻R 2的电阻值为15C .电阻R 1和电阻R 2消耗的总功率为3WD .R 2和R 3交换位置后,电流表A 2的示数不变风图6图4图5图31214.电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。
以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P 将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R 1,下部分电阻为R 2,结构可等效为如图5所示电路,电源电压不变.当触摸点在竖直方向移动时,若测得R 2两端电压增大,则可知R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离将分别( ) A .增大减小B .增大增大 C .减小增大D .不变减小43.图20表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是量程为0-0.6A 的电流表改装而成),滑动变阻器R 的最大值为60Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。
初中电路“极值”和“范围”编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(初中电路“极值”和“范围”)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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类型1串联电路如图甲所示,R的阻值为5 Ω,滑动变阻器R0的最大阻值为40Ω,电源电压为4.5 V,且保持不变.滑动变阻器的滑片由a端滑到b端的过程中,求:(1)R0两端的电压最大为__ __V,电路最大电流为__ __A。
(2)若将电压表的0~3 V的量程接入电路中,如图乙所示,要使电压表在电路中不被烧坏,滑动变阻器允许调节的阻值范围是__ _Ω。
(3)再将量程为0~0。
6 A的电流表接入电路中,如图乙所示,要使电流表和电压表都不被烧坏,滑动变阻器允许调节的阻值范围是__ __Ω,R消耗的最小功率为__ __W。
【变式训练1】如图所示,电源电压恒为7 V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A",灯泡标有“6 V 3 W”字样.闭合开关,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,不考虑灯丝电阻变化,电压表示数变化范围为__ __;滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为__ __;电流表示数变化范围为__ __.【变式训练2】如图所示,电源电压保持6 V不变,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,定值电阻R1的规格为“10 Ω0。
5 A”,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω 1 A”.闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为__ __,电阻R1消耗的最大电功率为_ _ __W。
专题15 电学范围与极值的计算电学有关“极值”、“范围”的问题在近几年中考中频繁出现,也是电学中的重点考查知识,多呈现在选择题填空题、综合应用题中,主要考查有滑动变阻器、电表仪器及用电器规格等引起的滑动变阻器的变化范围、电流、电压的极值及电路消耗电功率的极值问题。
一、电学范围计算:电路中用电器往往有额定电压或额定电流限制、电压表和电流表有量程限制、滑动变阻器有最大电流限制,当电路发生动态变化时,电流、电压表示数、滑动变阻器接入电路的电阻或电功率等物理量出现范围(或极值)问题。
例题1 (2021黑龙江)(多选)如图所示的电路中,电源电压为4.5V 且保持不变,电流表量程为0~0.6A ,电压表量程为0~3V ,小灯泡标有“3V 1.2W ”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有 “20Ω 1A”字样。
闭合开关,在保证电路元件安全情况下,下列说法正确的是( )A .电压表的示数变化范围是1.5~3VB .滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3.75~15ΩC .小灯泡的最小功率是0.6WD .电路总功率变化范围是1.2~1.8W【答案】AB 。
【解析】当小灯泡正常发光时,电路中的电流L L L 1.2W ==0.4A 3VP U I =,电流表量程0~0.6A ,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A ,为保证电路元件安全,电路中最大电流I max =I L =0.4A ,此时灯泡两端的电压最大,为U Lmax =3V ,电压表示数最小为U Rmin =U-U Lmax =4.5V-3V=1.5V ,即滑动变阻器接入阻值最小,为min min m 1.5V =3.750.4AR ax U R I ==Ω,电路消耗的最大功率Pmax=UImax=4.5V ×0.4A=1.8W ;灯泡的电阻为L L L 3V ==7.50.4A U R I =Ω,滑动变阻器的最大电阻R max=20Ω,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联正比分压可知,滑动变阻器分得的最大电压max max Lmin Lmin Lmin L 208==7.53R R U U U U R Ω=Ω,U=4.5V ,所以,max 88= 4.5 3.3V 3V 1111R U U V =⨯≈>所以滑动变阻器不能全部接入电路,当电压表示数为3V 时,滑动变阻器两端的电压最大,考点透视迷津点拨与点对点讲为U Rmax =3V ,此时灯泡两端的电压最小,为U Lmin =U-U Rmax =4.5V-3V=1.5V ,电路中的电流最小,为Lmin min L 1.5V ==0.2A 7.5U I R =Ω,灯泡的最小功率P Lmin =U Lmin I min =1.5V ×0.2A=0.3W ,电路消耗的最小功率P min =UI min =4.5V ×0.2A=0.9W ,滑动变阻器接入的最大阻值为max max min 3V =150.2A R U R I ==Ω,综上可知,电压表的示数变化范围是1.5~3V ,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3.75~15Ω,小灯泡的最小功率是0.3W ,电路总功率变化范围是0.9~1.8W ,A 、B 正确,C 、D 错误。
故选AB 。
【点拨】为保证电路安全,首先从电流下手,找出各个用电器及电流表允许的电流值,取其中最小的作为电路中电流的最大值(此时滑动变阻器接入电阻最小),根据电压表的量程或滑动变阻器的最大阻值来确定电流的最小值,在此过程中就能确定电流的范围,电压表的范围和滑动变阻器阻值范围。
在此过程中,一定要注意:(1)用电器两端的电压不高于额定电压或不高于额定电流、滑动变阻器所允许通过的最大电流;(2)电流不超过电流表的量程、电压不超过电压表的量程。
对点练:(2021四川南充)(多选)如图所示,电源电压恒为6V ,电流表量程为“0~0.6A ”,电压表量程“0~3V ”,滑动变阻器、小灯泡L (灯丝电阻不变)分别标有“20Ω 1A ”、“2.5V 0.5A ”字样。
在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中正确的是( )A .电流表的示数变化范围是0.24A ~0.5AB .电压表的示数变化范围是1.2V ~3VC .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω~20ΩD .滑动变阻器的最大电功率1.8W【答案】AC 。
【解析】由电路图可知,灯泡L 与滑动变阻器R 串联,电压表测L 两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电流表量程为0~0.6A ,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A ,灯泡正常发光时的电流为0.5A ,所以电路中的最大电流I 大=0.5A ,此时灯泡两端的电压是2.5V ,此时变阻器接入电路中的电阻最小,变阻器两端的电压U滑小=U-U L 大=6V-2.5V=3.5V ,则变阻器接入电路的最小阻值 3.5V ==70.5AR U I Ω=滑小大小,灯泡的电阻L L L 2.5V ===50.5A U R I Ω ,变阻器连入电路的最大时,通过电路的电流最小,电流的最小值L 6V ===0.24A 5+20U I R R +ΩΩ小滑大,电压表的示数最小,电压表的示数为U L 小=I 小R L =0.24A×5Ω=1.2V,电流表的示数变化范围是0.24A ~0.5A ,电压表的示数变化范围是1.2V ~2.5V ,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω 20Ω,A 、C 正确,B 错误;滑动变阻器的最大电功率2L 2()P U R R R I R ==+滑滑滑滑最大22L L =()4U R R R R -+滑滑,当R L =R 滑=5Ω时,变阻器的电功率最大,最大值为22L (6V)==1.8W 445P U R ⨯=Ω滑最大,D 错误。
故选AC 。
二、电学极值(最值)的计算1、对特定条件下电路中电流、电压允许的最大值、最小值确定出每个用电器的额定电流、电流表的量程和滑动变阻器的最大电流,以其中最小的电流作为电路的最大电流;最小电流则需滑动变阻器接入阻值最大(当滑动变阻器两端有电压限制时,需满足滑动变阻器两端电压达到最大),通过欧姆定律求解得到。
通过最大电流和最小电流求得电压的最大值和最小值。
2、电路中可能出现的最大、最小功率首先要判断:变阻器阻值从最小变到最大的过程中,相应的电压,电流的功率是否是单调变化(递增或递减)还是非单调变化,非单调变化就有最值(最大或最小)。
在解题时,头脑里一定要呈数学函数图像,判断该图像的类型,性质等等。
在求电功率的最大、最小值时,将电功率写成关于电阻的二次函数的形式,即P=(A-B )2+C ,当A=B 时有最值。
例题2、(2021江苏宿迁)在“学习使用滑动变器”的活动中,小明设计了如所示的电路,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,小灯泡标有“3V 0.9W ”字样(不考温度对灯丝电阻的影响)。
闭合开关,将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光,移动金属滑片的过程中,确保各元件使用安全,则( )A .电源电压为9VB .小灯泡消耗的最小电功率为0.6WC .电路耗的最大电功率为2.7WD .滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W 【答案】D 。
【解析】滑动变阻器的金属滑片移至中点时,则此时滑动变阻器接入的阻值为10Ω,小灯 泡恰好正常发光,则小灯泡两端的电压为3V ,功率为0.9W ,此时电路中电流0.9W 0.3A 3VP I U ===,则此时滑动变阻器电压U 滑=IR 滑=0.3A×10Ω=3V,电源电压U=U L + U 滑=3V+3V=6V ,A 错误;小灯泡的电阻()2L 23V 100.9WU R P ===Ω,当电路中电阻最大,即滑动变阻器的阻值最大时,电流最小,小灯泡消耗的电功率最小,电路中最小电流为 L max 6V 0.2A 10Ω20Ωmin U I R R ===++滑,小灯泡消耗的最小电功率为P= I 2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W,B 错误;由P =2U R可知,电源电压不变,电阻最小时,电路的总功率最大,将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光,如果继续向左移动时,电路中电阻变小,电流变大,小灯泡功率变大,可能会损坏,故当滑动变阻器的金属滑片移动至中点时,此时电路中电阻最小,此时电路中的电流为0.3A ,此时电路耗的最大电功率为P max =UI=6V×0.3A=1.8W ,C错误;滑动变阻器消耗的电功率()222222L L L L L 2224U U R U P I R R R R R R R R R R R R ====+++-+滑滑滑滑滑滑滑滑)(,由上式可知,当滑动变阻器的阻值等于灯泡的阻值时,滑动变阻器消耗的电功率最大;当滑动变阻器的阻值大于或小于灯泡的阻值时,滑动变阻器消耗的电功率将变小,由C 选项可知,滑动变阻器的阻值不能小于10Ω,故想要滑动变阻器消耗的电功率减小只能增大滑动变阻器的阻值,故滑动变阻器的阻值达到最大时,即为20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最小,由B 选项可知,此时电路中的电流为0.2A ,则滑动变阻器消耗的最小电功率为P=I 2R=(0.2A)2×20Ω=0.8W D 正确。
故选D 。
【点拨】(1)电路中的最大电流I 大:由“用电器额定电流、电流表量程、滑动变阻器的最大电流”中的小电流值决定,则R U I =总小大,故R 小滑=R 总小-R 定、U 小滑=I 大R 小滑、P 大=UI 大。
(2)电路中的最小电流I 小:由滑动变阻器接入最大阻值决定,则R 总大=R 定值+R 滑大、I U R =小总大,U 滑大=I 小R 滑大、P 小=UI 小。
(3)滑动变阻器分得最大电压U 滑大:由电压表量程决定。
对点练:(2021贵州黔东南)如图所示,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L标有“2.5V 1.25W ”字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器R 的规格为“20Ω 1A”。
闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P 的过程中,下列正确的是( )A .电流表的示数最大为0.6AB .滑动变阻器接入电路的最小电阻为4ΩC .灯泡消耗的最小电功率为0.12WD .电路消耗的最大功率为2.7W【答案】B 。
【解析】从图中可知,L 与R 串联,电压表测灯泡L 两端的电压,电流表测电路的电流。
灯泡L 的额定电流L L L 1.25W 0.5A 2.5VP I U ===,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器最大电流为1A ,所以电路中最大电流以小的为准,所以电路中最大电流I max =0.5A ,A 错误;电源电压U=4.5V ,电路消耗的最大功率Pmax =UI max =4.5V ×0.5A=2.25W ,D 错误;当灯泡L 正常发光时,L 两端的电压最大,此时滑动变阻器接入电阻最小,滑动变阻器两端的电压最小,为U min =U -U L =4.5V -2.5V=2V ,此时灯泡正常发光,电路中的电流I=I max =0.5A ,开滑动变阻器接入电阻最小为min min 2V 40.5AU R I ==Ω=,B 正确;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路的电流最小,灯泡的电功率最小,此时电路中最小电流min L 4.5V 0.18A 20Ω5ΩU I R R ===++滑,此时灯泡L 的泡消耗的最小电功率P Lmin =I Lmin 2R L =(0.18A )2×5Ω=0.162W ,C 错误。