初中物理电学动态电路分析(极值问题)-困难篇包含答案

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“6V 1A”（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0.2A

C. 小灯泡L正常发光时,灯丝阻电阻为12 Ω

D. 小灯泡L正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为6Ω

2.如图所示的电路，电源电压U=12V保持不变，滑动变阻器R0标有“100Ω1A”字样，灯泡L标有“6V6W”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0.24W

B. 正常发光时灯丝的电阻是12Ω

C. 电路中电流的变化范围是0.11A～0.6A

D. 滑动变阻器阻值的变化范围是14Ω～48Ω

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“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（）

①电阻R1消耗电功率允许的变化范围为0.4W～0.9W

②电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A

③滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为10Ω～20Ω

④电路消耗总电功率允许的变化范围为1.8W～3W

A. 只有①和③

B. 只有①和④

C. 只有②和③

D. 只有②和④

4.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12V

C. 当电流为0.6A时，1s内电路消耗的电能为21.6J

D. R0两端的电压变化范围为6V~18V

5.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0.3A

B. 滑片移到中点时，电压表示数为2V

C. 电路消耗的最大功率为3.6W

D. 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～50Ω

D. 电流表的变化范围是0.3A～0.6A

7.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”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中（）

A. 电流表的示数最大为0.6A

B. 灯泡消耗的最小功率为0.12W

C. 电路消耗的最大电功率为2.7W

D. 滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω。

8.如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1=1Ω，滑动变阻器R2阻值范围为0～4Ω．闭合开关S，在滑片从左向右移动的过程中，下列说法正确的是（）

A. 滑动变阻器的最大功率为1.44W

B. 滑动变阻器的最大功率为2W

C. 滑动变阻器的最大功率为2.25W

D. 电压表示数从0V增大到2.4V

9.如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L标有“3V 1.5W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R 最大阻值为30Ω，电压表量程“0﹣3V”，电流表量程为“0﹣0.6A”。在电路安全的情况下，下列判断正确的是（）

A. 灯泡L正常发光时的电阻为10Ω

B. 只闭合开关S，滑动变阻器的取值范围只能是0﹣10Ω

C. 只闭合开关S，该电路的最大功率是2.5W

D. 将滑片P移到R的最左端，闭合开关S、S1，电流表示数为0.6A

10.图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象,将它们按图乙所示接入电路中。已知该电路中电源电压是2V,则下列结论错误的是（）

A. 只闭合开关S,电路消耗的功率是1W

B. 当再闭合S1后,电流表示数变化了0.2A

C. 当再闭合S1后,电路消耗的总功率为1.2W

D. 当再闭合S1后,电路消耗的功率将增大0.4W

二、多选题

11.如图所示，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样，忽略灯丝电阻的变化。只闭合开关S、S1，并把R的滑片移到最右端，电流表的示数为0.1A，下列说法正确的是（）

A. 电源电压为3V

B. 此电路的最小功率为0.3W

C. 此电路的最大功率为1.5W

D. 通过灯泡L的最大电流为0.2A

12如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断正确的是（）

A. R0的阻值是10 Ω

B. 电路的最大总功率是25.6W

C. R0的最小功率是3.2W

D. 滑动变阻器的最大阻值是70 Ω

13.灯泡L上标有“6V6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，则下列说法正确的是（）

A. 灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V

B. 当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为9V

C. 灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大

D. 为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为6W

三、填空题

14.如图所示的电路，电源电压恒为9V，电压表量程为0～6V，滑动变阻器R的规格为30Ω 1A”，灯泡L标有“6V 3W“字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移动时，要求两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，在全部满足以上条件的情况下，电流表的量程应选

________最恰当（选填“0～0.6A”或“0﹣3A“），滑动变阻器接人电路中的最小阻值应为________Ω；电路中电流的最小值应为________A。

15.如图所示，电路总电压不变。当只闭合开关S1、S3，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，电路消耗的总功率为l0W，电流表A的示数为I1，电压表的示数为U1；当只断开开关S1、闭合S2、S3时，滑片P 滑至最右端时（此时电阻记为R2），电流表A的示数为I2，电压表的示数为U2：当只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电流表A1的示数为I3，电压表的示数为U3．若I1：I2=5：3，U2：U3=3：2，则R1：R2=________；该电路的最小功率为________W。

16.在如图示数的电路中，电源电压保持不变。开关S闭合后，滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中，电流表的示数变化范围是1A﹣2A，电压表的示数变化范围是4V﹣8V.则定值电阻

R1=________Ω，电源电压U=________V。

四、计算题

17.如图所示，当开关S闭合后，滑动变阻器滑片P在B端时，电压表示数为9V，电流表示数为0.15 A；滑片P在中点C时电压表的示数为6V.求：

（1）滑动变阻器R1的最大阻值；

（2）电源电压和R2的阻值.

18.如图，已知电源电压为24V，R2上标有“100Ω3A”的字样，灯泡上标有“12V3W”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A的量程为0～3A.

（1）求灯泡正常工作时的电阻；

（2）当闭合S，断开S1，S2时，灯泡正常工作，求R1的电阻；

（3）当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器，求R2的电功率变化范围.

19.如图是一种小鸡孵化器，其电路如图所示，在一般情况下，只需灯光照明，灯泡额定电压为12V，温度较低时，则需要加热。电源电压为72 V，R1为定值电阻，R2为阻值可变的发热电阻丝（标有“200Ω3A”的字样），电流表A1的量程为0～0.6 A，电流表A2的量程为0～3 A，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压

关系如图所示，仅闭合S时，灯泡恰好正常发光。求：

（1）灯泡正常发光时的电阻值R L；

（2）R1的阻值；

（3）S、S l、S2均闭合时，电路安全的情况下R2消耗电功率的最小值和最大值。

20.如图所示电路，电源电压可调，R1=10Ω，小灯泡标有“6V 6W（阻值不变）。滑动变阻器R2上标有“15Ω 2A”的字样，求：

（1）若只闭合S1，调节电源电压，使灯泡L正常工作10s，灯泡消耗的电能。

（2）若只闭合S2，调节电源电压，移动滑动变阻器滑片，电压表示数在1V～3V之间变化，求电源电压的最大调节范围。

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】D

2.【答案】A

3.【答案】A

4.【答案】D

5.【答案】C

6.【答案】D

7.【答案】D

8.【答案】C

9.【答案】D

10.【答案】C

二、多选题

11.【答案】A,C,D

12.【答案】A,B,D

13.【答案】B,D

三、填空题

14.【答案】0～0.6A；6；0.25

15.【答案】3:2；4

16.【答案】4；12

四、计算题

17.【答案】（1）解：P在B点时，滑动变阻器全连入，利用欧姆定律求R1的最大阻值；

P在中点C时，知道电压表的示数和R1的值可以求此时的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R2和电源电压U；当P在B点时，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，

根据欧姆定律可得：R1大=U1I

1=

9V

0.15A

=60Ω，

电源的电压U=I1R2+9V=0.15R2+9V------①

（2）解：当P在中点C时：R1= 1

2

×60Ω=30Ω，

电路中的电流I2=U1R

1=

6V

30Ω

=0.2A，

电源的电压U=I2R2+6V=0.2R2+6V----②由①和②得：

0.15R2+9V=0.2R2+6V，

解得：R 2=60Ω，

电源的电压U=0.15R 2+9V=0.15A×60Ω+9V=18V ． 18.【答案】（1）解:R L ＝

U 额2

P 额

＝

（12V ）2

3W

＝48Ω

（2）解:闭合S ，断开S 1、S 2时，R 1与L 串联，灯L 发光正常， U 1＝U 电－U L ＝24V －12V ＝12V ，I L 额＝ P 额

U 额

＝

3W

12V

＝0.25A, I ＝I L 额 ， R 1＝ U 1I

＝12V

0.25A ＝48Ω

（3）解:当S 、S 1、S 2都闭合时，R 1、R 2并联，U 1＝U 2＝U 电＝24V I 1＝ U

1R 1

＝24V

48Ω ＝0.5A ，I 干max ＝3A ，I 2max

＝I 干max －I 1＝3A －0.5A ＝2.5A ，P 2max ＝UI 2max ＝24V × 2.5A ＝60W ，R 2max ＝100Ω，P 2min ＝ （24V ）2

100Ω

＝

5.76W ，R 2的电功率范围为5.76W ～60W

19.【答案】（1）解：灯泡额定电压为12V ，根据右图知，12V 时电流为0.5A ，根据欧姆定律得， 灯泡正常发光时的电阻值R L 为： R L =

U 额I L

=12V

0.5A =24Ω

（2）解：仅闭合S 时，灯泡恰好正常发光，由图知，灯与R 1串联，电流相等，即 I =I L =0.5A ，根据串联电路总电压等于和串联电路的电压之和得： R 1的阻值为： R 1=

U?U 额

I

=

72V ?12V 0.5A

=120Ω .

（3）解：如图，S 、S 1、S 2均闭合时，灯被短路，R 1与R 2并联，电表表A 1测量R 1的电流，电流表A 2测量干路电流。

当滑动变阻器阻值最大时，功率最小，则最小功率为： P 最小=U 2R 大

=

(72V )2200Ω

=25.92W

通过R 1的电流为： I 1=U

R 1=

72V 120Ω

=0.6A

电表表A 1测量干路电流，根据其量程得R 2的最大电流为： I 2=3A ?0.6A=2.4A 此时R 2的功率最大，最大功率为： P 最大=UI 2=72V ×2.4A=172.8W

20.【答案】（1）解:因为小灯泡标有“6V 6W ，所以，灯泡L 正常工作10s 消耗的电能是：W=P L t =6W×10s=60J （2）解:由电路图知道，当只闭合S 2 时，R 1 与R 2 串联，电压表测R 1 两端的电压，设电源电压是U ′，则此时电路中的电流是：I ′=U ′/R 1+R 2 ， 电压表的示数是：U 1 =I ′R 1 = U ′R 1

R 1+R 2

=

U ′1+

R 2R 1

=U ′1+

R 2

10Ω

根据题意知道，移动滑动变阻器滑片，电压表示数在1V ～3V 之间变化， 所以，1V≤ U ′

1+R 210Ω

≤3V ，即（1+R 2/10Ω）×1V≤U ′≤（1+R 2/10Ω）×3V ，

当R 2 =0Ω时，电源的电压最小为1V ，当R 2 =15Ω时，电源的电压最大为7.5V ，所以，电源电压的最大调节范围是：1V ～7.5V