专题15 电学范围与极值的计算(解析版)
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1.5～3V
B ．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3.75～15Ω
C ．小灯泡的最小功率是0.6W
D ．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 3V
P 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 =3.750.4A
R 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 1111
R 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 ~0.5A
B ．电压表的示数变化范围是1.2V ~3V
C ．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω~20Ω
D ．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 ==70.5A
R 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2
2L 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22
L (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9V
B ．小灯泡消耗的最小电功率为0.6W
C ．电路耗的最大电功率为2.7W
D ．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 3V
P 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 100.9W
U 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 10Ω20Ω
min 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 =2
U 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()
22
2222L 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0.6A
B ．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
C ．灯泡消耗的最小电功率为0.12W
D ．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 2.5V
P 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 40.5A
U 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。故选Ｂ。
1、（2021湖南娄底）如图甲所示的电路中，电源电压保持
不变，闭合开关S 后，滑片P 从b 端移动到a 端的过程中，
电压表示数U 与电流表示数I 的关系图像如图乙所示，下
列判断正确的是（ ）
A ．电源电压为4V
B ．R 2的最大阻值为10Ω
C ．R 1的阻值为20Ω
D ．R 1电功率的最小值为0.4W
【答案】D 。
【解析】由图像甲可知，当滑片移到b 点时，滑动变阻器阻值最大，根据串联分压，此时电压最大，结合图乙可知此时滑动变阻器电压为4V ，电流为0.2A ，则电源电压U=4V+0.2A×R 1 ……①；当滑片移动a 点时，滑动变阻器阻值是0，其两端电压是0，结合图乙可知此时电流为0.6A ，则电源电压为U=0.6A×R 1………②，电源电压是一定的，由①②可得R 1=10Ω，U=6V ，A 、C 错误；当滑动变阻器调到最大阻值时，其电压为4V ，电流为0.2A ，则其最大电阻为4V ==20Ω0.2A U R I =
滑滑，B 错误；电路中电流最小为0.2A ，则R 1电功率的最小值为P=I 2R 1 =(02A)2×10Ω=0.4W ，D 正确。故选D 。
2、（2021内蒙古鄂尔多斯）图甲是某型号热敏电
阻R t 的阻值随温度t 变化的图像（已做近似处理）。
图乙是用R t 做测温探头的某热敏电阻温度计的
电路图，其中电源电压可在0.6 V ～1.2 V 之间
调节，R 0为100Ω的定值电阻。该电路工作原理
是：将R t 放入待测温度处，闭合开关，调节电源
电压，使电路中电流保持2mA 不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是（ ）
A ．温度计表盘上显示30℃时，电源电压为0.68V
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B ．该热敏电阻温度计的测温范围为2.5~40℃
C ．该电路R t 允许接入的阻值范围为200~520Ω
D ．该电路中R t 工作时功率范围为1.2~2.4mW
【答案】B 。
【解析】由图甲知道，温度计表盘上显示30℃时，R t =280Ω，由图乙知道，此时电路总电阻R 总=R t +R 0=280Ω+100Ω=380Ω，根据题意，由欧姆定律知道，电源电压U=IR 总=2mA×380Ω =0.76V ，A 错误；由图甲知道，热敏电阻R t 的阻值随温度t 变化的关系是8t+R t =520①，当电源电压为0.6V 时，电路的总电阻30.6V 300210A
U R I -===Ω⨯小总，由串联电路电阻的规律可知，该热敏电阻的阻值R t =R 总-R 0=300Ω-100Ω=200Ω，把R t =200Ω代入①，解得t=40℃，当电源电压为1.2V 时，电路的总电阻31.2V 600210A
U R I -'===Ω⨯大总，解得此时该热敏电阻的阻值R t ′=R 0′-R 0=600Ω-100Ω=500Ω，把R t ′=500Ω代入①，解得t′=2.5℃，该热敏电阻温度计的测温范围为2.5℃~40℃，该电路R t 允许接入的阻值范围为200Ω~500Ω，故B 正确，C 错误；由P=I 2R 知道，当R t =200Ω时，该热敏电阻的阻值的功率P=I 2R t =（0.002A)
2×200Ω=0.8mW ；当R t =500Ω时，该热敏电阻的阻值的功率P ′=I 2R t ′=（0.002A)2×500Ω=2mw ，
即该电路中R t 工作时功率范围为0.8~2mW ，故D 错误。故选B 。
3、（2021辽宁）（多选）如图所示，电源电压恒为8V ，
小灯泡L 上标有“6V 3W ”字样滑动变阻器上标有“50Ω
1A ”字样，定值电阻R 1为20Ω，电流表的量程为0～3A ，
电压表的量程为0～3V ，不计温度对灯丝电阻的影响，
在保证电路元件安全的前提下，下列说法正确的是（ ）
A ．小灯泡正常工作时，它的电阻为12Ω
B ．当开关S 1、S 2断开，S 、S 3闭合时，R 2连入电路的最
小阻值为4Ω
C ．当开关S 1、S 2断开，S 、S 3闭合时，小灯泡L 的最小功率为1.5W
D ．当开关S 、S 1、S 2闭合，开关S 3断开时，电路总功率最小值为4.48W
【答案】ABD 。
【解析】小灯泡正常工作时，由2
U P R =可知，灯泡电阻为()2
26V 12Ω3W U R P ===额L 额，A 正确；当开关S 1、S 2断开，S 、S 3闭合时，R 2与灯泡L 串联，电路中的最大电流为3W 0.5A 6V P I U =
==额额，R 2两端电压为U 2=U-U 额=8V-6V=2V ，连入电路的最小阻值为22V 4Ω0.5A
U R I '===，B 正确；当开关S 1、S 2断开，S 、S 3闭合，电压表的量程为0~3V ，根据串联分压规律，此时滑动变阻器
阻值最大，所以电路中电流最小为min 8V 3V 0.42A 12Ω
U U I R --==≈滑灯，由P=I 2R 可得小灯泡L 的最小功率为P min =(I min )2R 灯=(0.42A)2×12Ω≈2.1W ，C 错误；当开关S 、S 1、S 2闭合，开关S 3断开时，R 1与R 2并联，当滑动变阻器接入阻值最大时，电路消耗的的总功率最小值为()()22
22min 28V 8V 4.48W 20Ω50ΩU U P R R =+=+=总1，D 正确。故选ABD 。 4、（2021四川广元）如图所示，电源电压不变，灯泡L 标有“6V 3W ”字样，当开关S 1、S 2都断开，滑片P 从b 端滑到某一位置c 时（图中未标出），滑动变阻器R 的电阻减小了12Ω，电流表示数变化了0.2A ，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P 的位置不变，闭合开关S 1、S 2，电流表示数又变化了1.5A ，设灯丝电阻不变，则下列说法正确的是（ ）
A ．灯泡的电阻为2Ω
B ．电源电压为8V
C ．滑动变阻器的最大电阻为15Ω
D ．当S 1、S 2都闭合时，调节滑片P ，电路消耗总功率的最小
值为9W
【答案】D 。
【解析】由2U P R =得，灯泡的电阻为()22L 6V 12Ω3W
U R P ===，A 错误；设电源电压为U ，滑动变阻器的最大阻值为R 1，当开关S 1、S 2都断开，滑片P 在c 时，滑动变阻器与小灯泡串联，此时小灯泡正常发光，此时电流中电流为3W 0.5A 6V
P I I U ==额额额==，此时滑动变阻器接在电路中电阻R ′=R 1-12Ω，此时电源电压为U=I(R L +R ′)=I(12Ω+R 1-12Ω)=0.5A ×R 1①， 滑片P 从b 端滑到某一位置c 时，滑动变阻器接入电路中电阻变小，电路中电流变大，电流表示数变化了0.2A ，即电流增大0.2A ，所以当开关S 1、S 2都断开，滑片P 在b 端时，电流中电流为I ′=I-0.2A=0.5A-0.2A=0.3A ，此时电源电压为U=I ′(R L +R 1)=0.3A ×(12Ω+R 1)②，由①②可得U=0.5A ×R 1=0.3A ×(12Ω+R 1)，解得R 1=18Ω，电源电压为U=0.5A×R 1=0.5A×18Ω=9V ，B 、C 错误；保持滑片P 的位置不变，闭合开关S 1、S 2，滑动变阻器与定值电阻并联在电路中，电路中总电阻变小，电流表示数变大，电流表示数又变化了 1.5A ，即电流表示数增大了1.5A ，此时电流表示数为I"=I+1.5A=0.5A+1.5A=2A ，此时流经滑动变阻器的电流为()
19V 15A 18Ω12ΩU I .R ===-＇，此时流经定值电阻的电流为I 2=I ′-I 1=2A-1.5A=0.5A ，定值电阻的阻值为029V 18Ω05A U R I .=
==；当S 1、S 2都闭合时，滑动变阻器与定值电阻并联在电路中，由2
U P R
=，调节滑片P ，滑片P 在最右端时，滑动变阻器接入电路电阻最大，电路消
耗电功率最小，最小电功率为()()022
22min R R 109V 9V 9W 18Ω18ΩU U P P P R R =+=+=+=，D 正确。故选D 。 5、（2021甘肃兰州）如图所示的电路，电源电压恒定不变，灯泡L 上标有“12V 6W ”的字样，只闭合开关S 1，将滑动变阻器R 2的滑片P 从最右
端向左移动一段距离，此过程中电流表示数变化了
0．2A ，电压表示数变化了2V ；再闭合开关S 2和S 3，电
流表示数又变化了1.1A ，此时灯泡L 恰好正常发光。
下列说法中错误的是（ ）
A ．滑动变阻器R 2的最大阻值为30Ω
B ．电源电压为12V
C ．定值电阻R 1的阻值为10Ω
D ．只闭合开关S 1，电路总功率的变化范围为4.8W ~14.4W
【答案】A 。
【解析】由图可知，同时闭合开关S 1、S 2和S 3，滑动变阻器R 2被短路，R 1与灯泡L 并联，此时灯泡L 恰好正常发光，故电源电压为12V ，B 正确；只闭合开关S 1，R 1与滑动变阻器R 2串联，滑片P 从最右端向左移动一段距离，阻值减小，分压减少，电压表示数变化了2V ，则R 1两端的电压增加了2V ，电流增大0.2A ，滑片P 移动前电路电流11
U I R =, 滑片P 移动后电路电流1111'2V 'U U I R R +==，则有1111
2V 0.2A U U I I R R +'-=-=，解得R 1=10Ω，C 正确；R 1与灯泡L 并联，通过灯泡L 的电流L 6W 0.5A 12V P I U =
==额
额，通过R 1的电流1112V 1.2A 10ΩR U I R ===，则电流表示数为I ″= I L + I R1=0.5A+1.2A=1.7A ，由题意可知，R 1与滑动变阻器R 2串联，且滑片P 在最右端时，电路电流为I= I ″-1.1A-0.2A=1.7A-1.1A-0.2A=0.4A ，即122
12V =0.4A 10ΩU I R R R ==++，解得R 2=20Ω，A 错误；只闭合开关S 1，当滑动变阻器接入阻值为0时，电路总功率最大值为()22max 112V =14.4W 10Ω
U P R ==；只闭合开关S 1，当滑动变阻器接入阻值最大时，电路总功率最小值为()22
min 1212V ===4.8W 10Ω20Ω
U P R R ++，电路总功率的变化范围为4.8W ~14.4W ，D 正确。故选A 。
6、（2021四川德阳）如图甲所示电路，电源电压可调，R 为标有“1A ”字样的滑动变阻器，电流表量程为0～3A ，L 1、L 2是额定电压均
为6V 的小灯泡，其电流与电压的关系如图
乙所示。求：
（1）L 2正常发光时的电阻；
（2）若只闭合开关S 1，电源电压调节为10V ，滑片P 滑至中点时小灯泡正常发光，滑动变阻器的最大阻值；
（3）若不清楚电路中各开关闭合或断开的状态，滑动变阻器滑片P 的移动范围为2Ω至最大阻值处，现移动滑片P 同时调节电源电压，使电路中两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光，电路中各元件均安全工作，求对应电路总电功率的变化范围。
【答案】（1）7.5Ω （2）10Ω （3）7.68W ~12.8W 。
【解析】（1）L 2正常发光时通过的电流为0,8A ，L 2的电阻2226V 7.50.8A
U R I ===Ω； （2）若只闭合开关S 1，滑动变阻器和灯泡L 2串联，小灯泡正常发光时,电源电压调节为10V ，滑片P 滑至中点时滑动变阻器两端的电压为U R =U-U L2=10V-6V=4V ，此时滑动变阻器接入电路
的阻值为2
R ，则24V 20.8A R U R I ==，解得滑动变阻器的最大值R=10Ω； （3）若L 1、L 2并联，再与变阻器串联，则两灯泡均正常发光时，干路电流为I=I 1+I 2=1.2A+0.8A =2A ，不能保证变阻器安全；因此使电路中两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光，电路中各元件均安全工作，应该只闭合S 3，让两个灯泡及滑动变阻器串联，由图乙可知L 1的额定电流大于L 2的额定电流，因此只能让L 2正常发光，此时电路中的电流为0.8A ，由图乙可知，此时L 1两端的电压为2V ，当变阻器接入的电阻为2Ω时，电源电压U=U L2+U R +U L1=6V+2Ω×0.8A +2V=9.6V ，对应电路总电功率为P=UI =9.6V×0.8A=7.68W；当变阻器接入的电阻为10Ω时，电路中的电流为0.8A ，由图乙可知，L 1两端的电压为2V ，电源电压U ′=U L2′+U R +U L1′=6V+10Ω×0.8A+2V=16V，对应电路总电功率为P ′=U ′I =16V×0.8A=12.8W，对应电路总电功率的变化范围7.68W ~12.8W 。
7、（2021辽宁）如图所示，电源电压恒定，灯泡L 标有
“10V 5W ”（灯丝电阻不变）定值电阻R 1阻值为10Ω，
电压表量程0～15V ，电流表量程0～0.6A ，滑动变阻器
R 2标有“40Ω 0.5A”字样。当S 闭合，单刀双掷开关
S 1接a ，滑片置于某位置时，电压表示数为5V ，电流表示
数为0.4A 。求：
（1）灯丝电阻和电源电压；
（2）在保证电路安全的前提下，且电路中有电阻或小灯泡工作时，整个电路总功率最小值；
（3）在保证电路安全的前提下，S 1分别接a 和b 时，滑片从左端向右端滑动过程中，两次电路总功率最大值之比。
【答案】（1）20Ω 9V （2）1.35W （3）10：9。
【解析】（1）灯泡L 标有“10V 5W ”，表示灯的额定电压为10V ，额定功率为5W ，根据P=UI ，灯泡的额定电流为L L L 5W 0.5A 10V P I U ===，由欧姆定律，灯丝的电阻L L L 10V 200.5A U R I ===Ω。 当S 闭合，单刀双掷开关S 1接a ，滑片置于某位置时，定值电阻与变阻器串联，电压表测变阻器（滑片以右电阻丝）的电压，电流表测电路的电流，根据欧姆定律，定值电阻R 1的电压U 1=I 1R 1=0.4A×10Ω=4V，由串联电路电压的规律，电源电压U=U 1+U V =4V+5V=9V ；
（2）根据2
U P R
=，当电路的电阻最大时，整个电路的总功率最小，因R L =20Ω> R 1，由串联电阻的规律，故当变阻器的最大电阻连入电路中（滑片移动到最左端）与R L 串联时，此时电路的最大电阻R 滑L =40Ω+20Ω=60Ω，因电压表选用大量程，15V>9V ，故电压表是安全的。滑动变阻器R 2标有“40Ω 0.5A”字样，可知滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A ，电路的电阻越大，电路的电流越小，故灯、电流表和滑动变阻器此时都是安全的，因此，在
保证电路安全的前提下，整个电路总功率的最小值22
(9V) 1.35W 60U P R ===Ω
最小总； （3）根据P=UI 可知，在电源电压一定时，电路的电流最大时，电路消耗的电功率最大。滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A ，小于电流表选用的量程，故S 1接a ，定值电阻与变阻器串联时，若电路的最大电流为0.5A ，根据串联电阻的规律及欧姆定律，此时变阻器连
入电路的电阻19=1080.5A
U V R R I '-=-Ω=Ω'滑，即当变阻器连入电路的电阻为8Ω时，电路的最大电流可为0.5A ；当S 1接b 时，灯泡与变阻器串联，当变阻器的滑片移动到最右端，变阻器连入电路的电阻为0时，由欧姆定律，电路的最大电流为m L 9V =0.45A 200.5A ax U I R ==Ω
＜，故当S 1接b 时，电路的最大电流为0.45A 。根据P=UI 可知，在电压不变时，电功率与电流成正比，当S 1分别接a 和b 时，滑片从左端向右端滑动过程中，两次电路总功率最大值之比为P a :P b =0.5A:0.45A=10:9。
8、（2021广西贵港）如图1所示，电源电压为24V 且保持不变，滑动变阻器R 铭牌上的规格是“xxΩ 2.5A”。当S 闭合、S 1断开，滑片P 滑到变阻器的中点时，电压表示数如图2所示；当开关S 、S 1均闭合，滑动变阻器的滑片P 滑到a 端时，电流表示数如图3所示。求
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）当开关S 、S 1均闭合，变阻器的滑片P 滑到a 端时，电流通过电阻R 1在1min 内产生的热量；
（3）若电压表的量程为0~15V ，电流表的量程为0~3A ，S 闭合、S 1断开且该电路工作中各元件均安全的情况下，通过电阻R 1的最小电流是多少?整个电路的总功率变化范围是多少?
【答案】（1）36Ω （2）1920J （3）0.5A 12W ～60W 。
【解析】（1）当S 闭合、S 1断开，滑片P 滑到变阻器的中点时，电阻R 1和R 串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，由图2可知，电压表的量程是0～15V ，分度值是0.5V ，电压表的示数是12V ，由欧姆定律可知1112V 122
U R R R ⨯=+ ，带入数值有124V 112V 122
R R R ⨯=+……………①；当开关S 、S 1均闭合，滑动变阻器的滑片P 滑到a 端时，R 的最大阻值和R 1并联，电流表测量干路中的电流，由图3可知，电流表的量程是0～3A ，
电流表的示数是2A ，由欧姆定律可知12A U U R R += ，带入数值有124242A R R
+=…………… ② 由①②得到R=36Ω，R 1=18Ω；
（2）当开关S 、S 1均闭合，变阻器的滑片P 滑到a 端时，电流通过电阻R 1在1min 内产生的
热量22
11(24V)60s=1920J 18U Q t R ==⨯Ω
； （3）当S 闭合、S 1断开，电阻R 1和R 串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，变阻器连入电路的电阻最大时，电路中的电流124V 4=A 18+369U I R R ==+ΩΩ， 变阻器两端的电压4A 3616V 15V 9
U IR ==⨯Ω=滑＞，超过电压表的量程，所以当电压表的示数为15V 时，变阻器连入电路的电阻最大，电路中最小电流V 124V-15V ==0.5A 18ΩU U I R -=最大最小， 电路的最小功率P 最小=UI 最小=24V×0.5A=12W；电流表的量程为0～3A ，滑动变阻器的最大电流为2.5A ，因此通过电路的最大电流是2.5A ，电路的最大功率P 最大=UI 最大=24V×2.5A=60W， 整个电路的总功率变化范围是12W ～60W 。
9、（2021山东菏泽）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R 0、R 1均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。闭合开关S 1，断开开关S 2，当滑动变阻器的滑动触头在a 端时，电压表V 1的示数为2.4V ，电流表示数为0.3A 。将R 2的滑动触头从a 端移动到b 端的过程中，电压表
V 1和V 2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R 1的阻值；
（2）求R 2的最大阻值；
（3）同时闭合S 1和S 2，当R 2的阻值为何值时，R 2的电功率最大？R 2电功率的最大值是多少？
【答案】（1）8Ω （2）10Ω （3）8Ω 0.28125W 。 【解析】（1）由题意知，闭合开关S 1，断开开关S 2，当滑动变阻器的滑动触头在a 端时，电压表V 1的示数为2.4V ，电流表示数为0.3A 。则R 1的阻值为111 2.4V =8Ω0.3A
U R I ==； （2）由题意，结合图甲和图乙可知，滑动变阻器滑动触头从a 端移动到b 端的过程中，电路中的总电阻增大，电流减小，当滑动变阻器滑片滑到b 端时，电压表V 1的示数为1.2V ，电压表V 2的示数为2.7V ，则此时加在滑动变阻器两端的电压为U 4=U 2-U 3=2.7V-1.2V=1.5V ，此时电路中的电流为0.15A ，则R 2的最大阻值为42max 2 1.5V =10Ω0.15A
U R I ==； （3）当滑动变阻器的滑片在a 端时，可知U=I 1(R 1+R 0）=0.3A ×(8Ω+R 0)，当滑动变阻器的滑片在b 端时，可知U=I 2(R 1+R 0+R 2max ）=0.15A ×(8Ω+R 0+10Ω)，由以上两式子联立可得U=3V ，R 0=2Ω。可知，电源的电压为3V 。同时闭合S 1和S 2，电阻R 0被短路，此时电路中只有R 1和
R 2串联接入电路，R 2的电功率为2
2
222x 2x 2x 221222x 3V 9V ()()(8Ω)8Ωx x x
U P I R R R R R R R R ==⋅=⋅=+++2
2
22x 9V (8Ω)32x R R =-+，当R 2的阻值为8Ω时，P 取得最大值，最大值为0.28125W 。
人教版九年级物理电学专题之电功率极值和滑动变阻器取值范围讲解与强化训练48题有答案
人教版九年级物理电学专题之极值和取值范围强化训练48题有答案 姓名：__________ 班级：__________ 一、滑动变阻器接入电阻的范围 1.最大阻值：首先应先进行分析，若随着变阻器阻值的增大，各电表的示数在减小，则变阻器允许的最大阻值即为变阻器铭牌中标注的最大值；若串联电路中，有电压表并联在滑动变阻器两端，则应利用电压表的量程最大值、电路电流值，求变阻器允许的最大阻值，即Rmax=U电压表max/I 2.最小阻值：应先确定电路中允许的电流最大值，确定的依据是：电流表的量程、滑动变阻器的铭牌、用电器的额定电流以及并联在用电器两端的电压量程，利用这四者分别求出每一条件下允许的最大电流，取四者中最小的，作为电路中允许的最大电流，然后再根据滑动变阻器之外的用电器两端电压、电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值，即Rmin=(U电源-U额)/Imin 二、电路的电流、电压的极值 1.电路电流的极值：a.电路最大电流：依据电路中用电器的额定电流、电流表的量程来决定，取两者中的最小值作为电路的最大电流值； b.电路最小电流：依据滑动变阻器接入电路的最大阻值决定，此时电路中的总电阻最大，由I=U/R可知此时电路中电流为最小电流：Imin=U电源/R总最大 2.用电器两端电压的极值 a.最大电压：依据用电器的额定电压，电压表的量程来决定，取两者中的最小阻值作为用电器两端的最大电压值；
b.一般是求滑动变阻器的最小电压，此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定，此时要注意电路安全问题，即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值及电压表量程的情况下来取最小电压。 三、电路、用电器消耗电功率的极值： 根据电路、用电器中各自最大（小）的物理量即可求得。 1. 最大（小）电压、电流值，则有P=UI 2.最大（小）电压值、电阻值，则有P=U2／R 3．最大（小）电流值，电阻值，则有P=12R 一、单选题（共32题） 1.如图是小白同学所设计的四种发热器的电路，所用的电源电压相同，R1＞R2，四个电路中消耗的总电功率最大的是（） A. B. C. D. 2.如图甲所示，R1的阻值是20Ω，滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象如图乙所示，则R2消耗的最大功率是（） A. 0.45W B. 0.50W C. 0.80W D. 0.90W 3.如图所示，电源电压为 4.5 V，电压表量程为“0～3 V”，电流表量程为“0～0.6 A”，滑动变阻器规格为“10 1 A”，小灯泡L标有“2.5 V 1.25 w”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡L电流不超出额定电流的情况下，移动 滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（）
安徽省2015届高考物理二轮复习：专题15 电学实验(一) Word版含答案
高考定位 电学实验是高考实验考查的重点，考查的实验有测定金属丝的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、多用电表的使用等．高考对电学实验的考查侧重于考查电路设计、实物图连接、数据处理和误差分析，并且高考对电学实验的考查向着拓展实验、创新实验的方向发展．要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力． 考题1电表读数和多用电表的使用 例1在练习使用多用电表时： (1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是________． A．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则不会影响测量结果 B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 C．测量电路中的电阻时，应该把该电阻与电路断开 D．欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但仍能调零，其测量结果与原来相比不变 (2)用多用电表探测二极管的极性，用欧姆挡测量，黑表笔接a端，红表笔接b端时，指针向右偏转角较大，然后黑、红表笔反接指针偏转角较小，说明________(填“a”或“b”)端是二极管正极． (3)某同学想通过多用电表A中的欧姆档，直接去测量相同规格的多用电表B中量程为2.5 V 的电压档的内阻，如图1甲连线，选择倍率为×1k欧姆挡，测量前应对多用电表A进行______________，按正确的操作步骤测量，两表指针位置相同，如图乙所示，从A表读出B 表内阻约为________kΩ，从B表读出电压约为________ V.
图1 计算出多用电表A的电源电动势约为________ V(已知表盘正中电阻刻度值为15，计算结果保留两位有效数字)． 解析(2)当用多用电表的红表笔接触二极管a端、黑表笔接触二极管b端时，b端电势高、a 端电势低，此时发现多用电表的指针偏转量非常小，说明此时电阻很大，说明此时二极管反向偏压，则a端是二极管的正极． (3)选挡后要先进行欧姆调零，欧姆表读数＝表盘读数×倍率＝13×1 kΩ＝13 kΩ；电压表读数为1.32 V；欧姆表内电阻等于中值电阻，为r＝15 kΩ；根据闭合电路欧姆定律，有：E＝Ir＋U≈2.8 V. 答案(1)AC(2)a(3)欧姆调零13 1.32 2.8 1．(2014·重庆·6(1))某照明电路出现故障，其电路如图2所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好． 维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点． 图2 ①断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图3所示，读数为________ V，说明________正常(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”)． 图3 ②红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图3相同，可判断发生故障的器件是________．(选填“蓄电池”、“保险丝”、“开关”或“小灯”) 答案①11.5(11.2～11.8的值均可)蓄电池②小灯 解析①因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在图示位置时，读数为
2023年中考物理电学量最值与范围计算题精炼(含答案和解析)
2023年中考物理电学量最值与范围计算题精炼 1．如图所示，电源电压为6V ，定值电阻R 2＝10Ω，若电流表的量程为0~0.6A ，电压表的量程为0~3V ，滑动变阻器上标有“20Ω 0.4A ”字样（滑动变阻器的最大电阻为20Ω，允许通过的最大电流为0.4A ），当只闭合S 与S 1，滑片移到b 端时，电流表示数为0.15A 。求： （1）R 1的阻值； （2）当只闭合S 与S 1时，移动滑片电流表示数为0.2A ，滑动变阻器连入电路的阻值； （3）当只闭合S 与S 2时，在保证电路安全的前提下，求滑动变阻器的取值范围。 【答案】（1）20Ω；（2）10Ω；（3）5Ω~10Ω 【解析】（1）由电路图可知，只闭合S 与S 1，滑片移到b 端时，定值电阻R 1与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压，由欧姆定律可得，此时电路中的总电阻为 6V 40Ω0.15A U R I === 因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以定值电阻R 1的阻值为 104020=20R R R =-=Ω-ΩΩ （2）当只闭合S 与S 1时，移动滑片电流表示数为0.2A ，此时电路的总电阻为 ' '6V 30Ω0.2A U R I === 故可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为 ''013020=10R R R =-=Ω-ΩΩ （3）只闭合S 与S 2时，定值电阻R 2与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压，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0.4A ，为了确保电路安全，则电路最大电流为0.4A ，则由欧姆定律可知，此时电路的总电阻为
第15讲 电学计算题(电学与力学结合)(解析版)
初中物理电学满分训练营15讲 第十五讲电学计算题--电学与力学结合 教学目标 1．电学与力学综合问题分析 【经典例题一】 1．如图所示，圆柱体A与B经细线绕过定滑轮相连（不计绳重及摩擦），B刚好浸没于水中，A置于压敏电阻R x上，压敏电阻的电阻值R x随压力F的变化关系如表所示，电源电压恒为6V，R0＝6Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．已知，G A＝30N，G B＝15N，B的底面积为100cm2，柱形容器底面积为500cm2．求： （1）B刚好浸没时，电流表的示数为0.6A，此时R x的阻值是多少？ （2）B刚好浸没时，电流表的示数为0.6A，B受到的浮力大小是多少？ （3）若逐渐将容器中的水排出，在电路安全的前提下，R x的最大阻值是多少？能排出水的最大质量是多少？ F/N15202530 R x/Ω8642 【解答】解：（1）由I＝可得，电流表的示数为0.6A时，电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω，因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以此时R x的阻值：R x＝R总﹣R0＝10Ω﹣6Ω＝4Ω； （2）根据表中数据可知，当R x＝4Ω时，R x受到的压力：F＝25N， 由于力的作用是相互的，所以A受到的支持力为25N； 对A进行受力分析可知，A受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、拉力，则F拉＝G A﹣F支持＝30N﹣25N＝5N，
对B进行受力分析可知，B受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、拉力，则B受到的浮力：F ＝G B﹣F拉＝15N﹣5N＝10N； 浮 （3）当电压表示数为3V时，R0两端电压：U0＝U﹣U x＝6V﹣3V＝3V， 电路中的电流：I′＝＝＝0.5A， 由I＝可得，此时R x的阻值：R x′＝＝＝6Ω， 根据表中数据可知，此时的压力F′＝20N， 由于力的作用是相互的，所以此时A受到的支持力为20N 此时作用在绳子上的拉力：F拉′＝G A﹣F支持′＝30N﹣20N＝10N， 此时B受到的浮力：F浮′＝G B﹣F拉′＝15N﹣10N＝5N； 比较两次浮力可知，浮力变为原来的一半，所以B浸入的深度也变为原来的一半， 由F浮＝ρ水gV排可得，V排＝＝＝5×10﹣4m3＝500cm3，由V＝Sh可得，水面下降的高度：h′＝h＝＝＝5cm， 由V＝Sh和ρ＝可得，排出水的最大质量：m＝ρV＝ρSh′＝1.0×103kg/m3×（500×10﹣4m2﹣100×10﹣4m2）×5×10﹣2m＝2kg。 2．如图所示是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置，R是阻值均匀的变阻器，它的滑片连在杠杆的一端，当油箱内油面发生变化时，浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动，引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个量程为“0～0.6A”的电流表，电源电压恒为12V，R0＝10Ω．当油箱中有55升汽油时，油量表的指针满偏；当油箱中的汽油还有5升时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数为0.1A，此时报警电路（图中未画出）开始自动报警，提醒司机尽快加油。问： （1）油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少？ （2）变阻器R的总电阻是多少？ （3）油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系为V＝60﹣0.5R（式中V的单位为升，R的单位为欧姆）。当油量表示数为0.4A时，油箱里还有多少升汽油？
初中物理电学动态电路分析(极值问题)-基础篇包含答案
初中物理电学动态电路分析（极值问题）基础版 一、单选题 1.如图所示是一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V，定值电阻R2上标有“l5Ω0.3A”字样，R1为湿敏电阻，其阻值随环境湿度的增加而减小，阻值变化范围为10Ω～30Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，环境湿度适当，在保证两电表安全的情况下，下列说法中正确的是（） A. 湿度增大时，电压表示数变大 B. 湿度增大时，电流表示数减小 C. 电流表的变化范围是0.2A～0.24A D. 电路的最大总功率是1.8W 2.如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中，电源电压恒为6V，保护电阻R0=20Ω；R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40cm，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好，电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量，其数据见下表。若已知小英测量时，滑片恰在电阻棒ab的中点位置，则根据题中提供的信息可知（） A. 电阻棒的总电阻是60Ω B. 小聪的身高是1.7m，小亮的身高是1.5m C. 小聪的身高是1.5m，小亮的身高是1.7m D. 从理论上分析，该测量仪的身高测量范围是1.2～1.8m 3.如图所示电路，电源电压恒为 4.5V，定值电阻R0的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，电阻箱R x最大阻值为999.9Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．闭合开关S，下列说法正确的是（）
A. S1、S2均向左闭合，R x允许接入电路的最大阻值为20Ω B. S1、S2均向右闭合，电路允许消耗的最大功率为2.7W C. S1向左、S2向右闭合，R x允许接入电路的最大阻值为60Ω D. S1向右、S2向左闭合，只调R x使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍 4.如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器R0的最大电阻是50Ω．当开关S1闭合、S2和S3断开，滑动变阻器的滑片在最右端时，电压表示数是U1，R1的功率是P1；当开关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表示数是U1′，R2和R3的功率之和是3.2W；当开关S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，R1的功率是P1′；已知R2：R3=3：1，U1：U1′=3：2，P1：P1′=1：36。 下列结论正确的是（） A. 电源电压是12V B. R2的阻值是30Ω C. 电流表的最大示数是2.1A D. 该电路的最大功率是64W 5.如甲图所示的电路中，电源电压为8V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，下列判断错误的是（） A. R0的阻值是5Ω B. 电路的最大总功率12.8W C. R0的最小功率是1.6W D. 滑动变阻器最大阻值是35Ω
专题15 电学实验 专题训练(word版含答案)
专题15 电学实验专题训练 1．（2022·江苏南通·二模）某小组测量阻值约3kΩ的电阻R，实验室提供了下列器材： A．电压表V（量程3V，内阻约5kΩ） B．电流表A（量程1mA，内阻约60Ω） C．灵敏电流计G（量程0.3mA，内阻约100Ω） D．滑动变阻器R1（阻值0~100Ω，额定电流1A） E．电阻箱R2（阻值0~9999Ω） F．电阻箱R3（阻值0~999.9Ω） G．电源（E=3V，内阻很小）若干 H．开关、导线若干 （1）采用图甲电路进行测量，电阻箱应选用________________（选填“R2”或“R3”）； （2）请用笔画线代替导线将图甲的实物图连接完整_______； （3）测量数据如下表所示，请在图乙中作出U-I图像_______。根据图像求出电阻Rx=________kΩ（结果保留两位有效数字）。
（4）另一小组利用上述器材设计了如图丙所示的电路测量R，下列实验操作步骤，正确顺序是 ________； ①读出电流表A和电压表V的读数 ①减小R3，移动R1滑片，使电流计G示数为0 ①闭合S1、S2、S3，移动R1滑片，使电流计G示数逐渐减小到0 ①将R3的阻值调至最大，R2调至某一值，R1滑片调至合适的位置 ①将R3的阻值调为0，移动R1滑片，使电流计G示数为0 （5）根据（4）求出阻值R'，则R'和Rx更接近理论值的是________，理由是________。2．（2022·全国·模拟预测）碳膜电阻是用专用设备使气态碳氢化合物在高温和真空中分解，分解出的碳均匀沉积在陶瓷圆柱体或陶瓷管的圆周表面上形成一层结晶碳膜，再根据所需的电阻值，改变碳膜厚度和螺旋刻槽螺距，然后装上铜制端帽，焊出引线，表面喷漆封装而成，碳膜电阻属于负温度系数电阻，即温度升高时其阻值减小，某研究性学习小组想精确测量一个碳膜电阻x R的阻值随温度变化的曲线，已知20 ①时该电阻的阻值约为990 Ω，实验室提供如下器材。 A．电流表A（量程0.6 A，内阻约为0.8Ω） B．电压表V（量程3 V，内阻为3kΩ） R（0~10Ω） C．滑动变阻器 1 D．滑动变阻器2R（0~1000Ω） R= E．定值电阻10Ω R= F．定值电阻0100Ω G．电源E（电动势为6 V，内阻约为1.0Ω） H．导线若干、开关S一个 （1）实验中需要先测定该电阻在20 ①时阻值的准确值，要求电表的示数可以从零开始变化且读数要能超
专题15 电学范围与极值的计算(解析版)
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1.5～3V B ．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3.75～15Ω C ．小灯泡的最小功率是0.6W D ．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 3V P 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 =3.750.4A R 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 1111 R 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
2020中考科学考前冲刺之满分选择题系列专题15——电学计算问题
电学计算问题 一、单选题 1. 如图，电源电压18 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V ，3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过额定电压，下列说法正确的是（） A. 滑动变阻器的滑片向左移动时，两电表的示数都将变大 B. 当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V C. 该电路的最大功率是10.8W D. 滑动变阻器允许调节的范围是24欧～6欧 2. 如图甲所示，当开关接a 时，移动滑动变阻器的滑片，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U-I图像；当开关接b 时，同样根据测出的电流、电压值，画出了热敏电阻R1的U-I图像，如图乙所示。下列说法正确的是（） A. 定值电阻R0阻值为100Ω B. 电阻R1的阻值随温度的增大而增大 C. 将R0、R1串联在6V电源两端时，R1的阻值为20Ω D. 将R0、R1并联在同一电源两端，调节电压使R0消耗的电功率为3.6W，则R1的功率为4.8W 3. 把“36V、10W”和“36V、20W”的两只灯泡串联起来接在36伏特的电路中，结果这两只灯泡都不能正常发光，对此下列说法中正确的是（） A. 每只灯泡的额定功率都变小了 B. 每只灯泡的额定电压都变小了 C. 如果电路电压是72伏特，则这两只灯泡能正常发光 D. 电路电压无论多大，也不能使两灯同时正常发光 4. 如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象，下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻 B.当电阻甲两端电压为2V时，R甲=0.4Ω C.如图2所示，当开关闭合，电路电流为0.2A时，电路总电阻是15Ω D.如图3所示，当开关闭合，电源电压为2V时，电路总电流为0.4A 5. 如图是一个迷你音响实物图片如图甲和铭牌如图乙。对于该音响，下列说法正确的是( ) A. 锂电池工作时，将电能转化为化学能 B. 音响在5 伏电压下正常工作 C. 音响正常工作时每秒消耗电能5 焦 D. 音响正常工作时电流是0.6 安 6. 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S 后，滑片P 从 a 端移动到b 端，电流表示数I 与电压表示数U 的变化关系如图乙所示，则下列判断错误的是( ) A. 电源的电压为6V B. R2消耗的电功率先变大后变小 C. 图乙中C 点表示滑片位于中点时的状态 D. 电路的最大总功率为3.6W 7. 如图电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片移到滑动变阳器的b端时，电压表的示数为8伏，10秒内定值电阻R1做功为20然；当滑片P移到滑动变阻器的中点时，电压表的示数为6伏。下列结果正确的是（） A.电源电压为14伏 B.滑动变阳器R的最大阻值为8欧
专题15电学实验2-高三名校物理试题解析分项汇编(浙江版)(第01期)(解析版)
高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作） 浙江理综卷物理部分有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给浙江考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，学科网物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。 本资料以浙江考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对浙江考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。 专题15 电学实验2（解析版） 1．【2013?浙江省温州中学高三模拟】为了测定电流表A1的内阻，某同学采用如图所示的实验电路．其中： A1是待测电流表，量程为0～300μA，内阻约为100Ω； A2是标准电流表，量程是0～200μA； R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω； R2是滑动变阻器； R3是保护电阻； E是电池组，电动势为4V，内阻不计； S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关． （1）①实验中滑动变阻器采用▲ 接法（填“分压”或“限流”）； ②根据上图所示电路的实物图，请在答题卷的方框中画出实验电路图．
（2）请将该同学的操作补充完整： ①连接好电路，将滑动变阻器R2的滑片移到最（填“左端”或“右端”）；将开关S2扳到接点a 处，接通开关S1；调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150μA； ②将开关S2扳到接点b处，，使电流表A2的读数仍是150μA． ③若此时电阻箱各旋钮的位置如右图所示，则待测电流表A1的内阻R g= Ω． （3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应用．（填写阻值前相应的字母） A．200kΩ B．20kΩ C．15kΩ D．150kΩ 1.（1）①限流②如图所示（2）①“左端” 2分②保持R2不变，调整变阻箱R12分 ③86.3 2分（3）B 2分 2．【2013?浙江省衢州二中高三下学期第三次模拟】（10分）为测定电池的电动势和内阻，某同学选用不同的实验器材设计了以下四种测量电路：
2020年中考物理试题专项训练：专题训练(五)电功率的综合计算——电功率的“极值”“取值范围”问题
专题训练(五) [电功率的综合计算——电功率的“极值”“取值范围”问题] ▶类型一电功率的“极值”问题 方法诠释:(1)对于定值电阻来说,由P=I2R可知,当电路中流经该电阻的电流最大时,其电功率最大;电流最小时,其电功率最小。(2)对于滑动变阻器来说,由于P滑=I2R滑=2R滑 ===,所以当R-R滑=0时,即当滑动变阻器接入电路的阻值等于定值电阻的阻值时,其电功率最大。(3)对于整个电路来说,由于P=UI,若电源电压恒定,则电路中的电流I最大时,电功率P 最大,电路中的电流I最小时,电功率P最小。 1.如图5-ZT-1所示,R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为40 Ω,电源电压保持4.5 V不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V。为保证电路安全,电路中的最大电流是 A,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为Ω,滑动变阻器两端的最大电压是V,滑动变阻器接入电路的最大阻值是Ω,R1消耗的最小功率为W。 图5-ZT-1 2.如图5-ZT-2所示,电源电压为12 V,定值电阻R1的阻值为12 Ω,滑动变阻器R2标有“50 Ω 1 A”字样,电流表A1的量程为0~3 A,A2的量程为0~0.6 A。通过滑动变阻器R2的最大电流是 A,通过干路的最大电流是A,滑动变阻器接入电路的最小阻值是Ω,滑动变阻器的最大功率为W。 图5-ZT-2 3.“赛龙舟”是端午节的传统节目,小安同学自制了一个卡通龙舟,她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12 V 6 W”的红灯和“12 V12 W”的绿灯及“24 Ω 2 A”的滑动变阻器等元件设计了如图5-ZT-3所示的电路。当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光,求:(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化)
专题15 含有图像的电学综合(压轴难题)计算(原卷版)
专题15 含有图像的电学综合（压轴难题）计算（共23道题） 1. （2022哈尔滨）如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（） A. 电阻R的电阻值是10Ω B. 当通过L的电流是0.2A的时候，其消耗的电功率是0.8W C. 仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路里的电流是0.4A D. 仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V 2. （2022四川广元）如图甲所示电路中，电阻R1=2Ω，R3是0~10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为x；闭合开关，R3的滑片滑动过程中，电压表V1示数U与x的图像如图乙所示。下列说法中正确的是（） A. R2=12Ω B. 当x=2cm时，电阻R1的功率为0.5W C. 当x=10cm时，电压表V2的读数为5.4V D. 移动滑片的过程中，电阻R2功率的最大值为0.72W 3. （2022内蒙古通辽）如图甲所示电路，电源电压不变，电压表量程是0~3V，电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1，在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中，灯泡和R1的I-U图象分别如图乙所
示，滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（） A. 灯泡的额定功率是0.15W B. 只闭合S，S1时，电路的最小功率为1.35W C. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，调节R2，R1的最大功率是2.16W D. 只闭合S、S2，R1的滑片在a点，R2允许接入电路的最大阻值是12Ω 4. （2022辽宁锦州）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，将R的滑片从b端移到a端过程中，两个电压表示数与电流表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是（） A. 电源电压为4.5V B. 滑动变阻器的最大阻值为20Ω C. R1的最小电功率为0.225W D. 闭合开关S1、S2，通电10s整个电路最多产生热量为36J 5. （2022辽宁营口）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的阻值不变，滑动变阻器R的规格是“50Ω 1A”。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，最大范围内移动滑片，绘制通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是（） A. 电源电压为5V
专题15电磁学综合计算题—五年(2017-2021)高考物理真题分项汇编(全国通用)(原卷版)
专题15 电磁学综合计算题（原卷版） —近5年（2017-2021）高考物理试题分类解析 1.2021全国甲卷第12题. 如图，长度均为l 的两块挡板竖直相对放置，间距也为l ，两挡板上边缘P 和M 处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E ；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为m ，电荷量为q （q >0）的粒子自电场中某处以大小为v 0的速度水平向右发射，恰好从P 点处射入磁场，从两挡板下边缘Q 和N 之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ 的夹角为60°，不计重力。 （1）求粒子发射位置到P 点的距离； （2）求磁感应强度大小的取值范围； （3）若粒子正好从QN 的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN 的最近距离。 2.2021湖南卷第13题. 带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一、带电粒子流（每个粒子的质量为m 、电荷量为q +）以初速度v 垂直进入磁场，不计重力及带电粒子之间的相互作用。对处在xOy 平面内的粒子，求解以下问题。 （1）如图（a ），宽度为12r 的带电粒子流沿x 轴正方向射入圆心为()10A r ，、半径为1r 的圆形匀强磁场中，若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点O ，求该磁场磁感应强度1B 的大小； （2）如图（a ），虚线框为边长等于22r 的正方形，其几何中心位于()20C r -， 。在虚线框内设计一个区域面积最小的匀强磁场，使汇聚到O 点的带电粒子流经过该区域后宽度变为22r ，并沿x 轴正方向射出。求该磁场磁感应强度2B 的大小和方向，以及该磁场区域的面积（无需写出面积最小的证明过程）；
专题15 电学实验-2020年高考物理二轮总复习精品专题集(解析版)
专题15 电学实验-2020年高考物理二轮总复习精品专题集（解析 版）电学实验 一、实验题 1．某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有： 两个相同的待测电源（内阻r≈1Ω） 电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω） 电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω） 电压表V（内阻约为2kΩ） 电流表A（内阻约为2Ω） 灵敏电流计G，两个开关S1、S2． 主要实验步骤如下： ①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、30.6Ω、 28.2Ω； ②反复调节电阻箱R1和R2（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V． 回答下列问题： （1）步骤①中：电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电电势差U AB=_____V；A和C两点的电势差U AC=______V；A和D两点的电势差U AD=______V； （2）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为______Ω，电流表的内阻为______Ω；（3）结合步骤①步骤②的测量数据电源的电动势E为______V，内阻r为_____Ω． 【答案】（1）0 12.0V -12.0V （2）1530Ω 1.8Ω （3）12.6V 1.5Ω U ； 【解析】（1）当电流计示数为0时，A、B两点电势相等，即0 AB
电压表示数即为A 、C 两点电势差，即12.0V AC U =； 由闭合电路欧姆定律可知，D 、A 和A 、C 之间的电势差相等，故12.0V AD U =-； （2）由欧姆定律可得 11V U U I R R += 解得 1530V R =Ω 由()12DA A U I R R =+可得 1.8A R =Ω （3）[6][7]由步骤①可得 1224V 2E I r =+ 由步骤②可得 22211.7V 2E I r =⨯+ 联立可解得 12.6V E = 1.5r =Ω 2．某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路，通过控制开关S 和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率，所用器材如下： A ．干电池：电动势E ＝1.5V ，内阻r ＝0.5Ω B ．电流表G ：满偏电流I g ＝1mA ，内阻R g ＝150Ω C ．定值电阻R 1＝1200Ω D ．电阻箱R 2和R 3：最大阻值999.99Ω
专题15 电功、电功率综合计算-备战2021年中考物理典型专题各个击破(电学专题)(解析版)
备战2021年中考物理电学典型专题各个击破 专题15 电功、电功率综合计算 ******************************************************************** 考点一 根据t W P =计算电功率（包括电能表测量电功率） 1．小明家月初电能表示数如图甲所示，月末电能表读数如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） A ．电能表是测量消耗电能的仪表 B ．家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之后 C ．小明家在这段时间内消耗的电能为9000kW •h D ．若只让一个“220V 1000W ”的电热水器正常工作0.5h ，则电能表的圆盘转了1800转 【解析】解：A 、电能表是测量消耗电能的仪表，故A 错误； B 、为了预防偷电，家庭电路中电能表应安装在空气开关（或熔丝）之前，故B 错误； C 、小明家在这段时间内消耗的电能W ＝286.0kW •h ﹣266.0kW •h ＝20kW •h ，故C 错误； D 、1800r/（kW •h ）表示电路中每消耗1kW •h 的电能，电能表的转盘转过1800r ， 只让一个标有“220V 1000W ”的电热水器正常工作0.5min ，其消耗的电能为W ＝Pt ＝lkW ×0.5h ＝0.5kW •h ； 则电能表的转盘转过的圈数：n ＝0.5kW •h ×1800r/（kW •h ）＝900r ，故D 错误。 故选：A 。 2．小明家记录10月10日电能表示数为20071，电能表的部分示数及10月15日的示数如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量用电器电功率的仪表 B．此电能表允许通过的最小电流为10A C．这段时间内电路中消耗的电能是105kW•h D．若电能表转盘在10min内转过200转，则用电器的总功率为600W 【解析】解：A、电能表是测量用电器消耗电能（电功）的仪表，故A错； B、10（20）A中，10A是指电能表的标定电流，不是最小电流，故B错； C、由图知，示数为2017.6kW•h，这段时间内电路中消耗的电能W＝2017.6kW•h﹣2007.1kW•h＝10.5kW •h，故C错； D、电能表“2000r/kW•h”表示转盘转过2000转消耗的电能为1kW•h，则转盘200r消耗的电能W＝ kW•h＝0.1kW•h，用电器的总功率P＝＝＝0.6kW＝600W，故D正确。 故选：D。 二．填空题（共1小题） 3．如图所示是小刚家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过2200W。他让一个电吹风低温挡工作6min，电能表的转盘转过120转，则该电吹风消耗的电能为0.04kW•h，电吹风低温挡的实际功率为400W。电吹风换用高温挡工作时，电能表转盘转速会变快（填“快”或“慢”）。 【解析】解：（1）由图知，电能表的工作电压是220V，电能表平时工作允许通过的最大电流为40A， 他家同时使用的用电器最大总功率：P最大＝UI最大＝220×10A＝2200W； （2）“3000r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r， 电能表的转盘转120r时，电吹风消耗的电能：
初中物理专题复习专练易错点分析之电学范围题和极值题
初中物理专题复习专练易错点分析之电学范围题和极值题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 评卷人得分 一、单选题 1．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9V B．小灯泡消耗的最小电功率为0.6W C．电路耗的最大电功率为2.7W D．滑动变阻器消耗的最小电功率为 0.8W 2．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0.6A B．滑动变阻器接入电路的最小电阻为 4Ω C．灯泡消耗的最小电功率为0.12W D．电路消耗的最大功率为2.7W 3．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a 端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示，下列判断正确的是（）
A．电源电压为4V B．R2的最大阻值为10Ω C．R1的阻值为20Ω D．R1电功率的最小值为0.4W 4．图甲是某型号热敏电阻R t的阻值随温度t变化的图像（已做近似处理）。图乙是用R t做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在0.6 V~1.2 V之间调节，R0为100Ω的定值电阻。该电路工作原理是∶将R t放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使电路中电流保持2mA不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是（） A．温度计表盘上显示30°C时，电源电压为0.68 V B．该热敏电阻温度计的测温范围为2.5°C~40 °C C．该电路R t允许接入的阻值范围为200Ω~520Ω D．该电路中R t工作时功率范围为1.2 mW~2.4 mW 5．如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2都断开，滑片P从b端滑到某一位置c时（图中未标出），滑动变阻器R的电阻减小了12Ω，电流表示数变化了0.2A，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关S1、 S2，电流表示数又变化了1.5A，设灯丝电阻不变，则下列说法正确的是（） A．灯泡的电阻为2Ω
2020年高考物理5-6月模拟试题汇编专题15电学计算大题(解析版)
专题15 电学计算大题 1．（2020届安徽省马鞍山市高三第二次质监）如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN 、PQ 与水平面的夹角为θ＝37°，两导轨之间相距为L ＝1m ，两导轨M 、P 间接入电阻R ＝1Ω，导轨电阻不计。在abdc 区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度为B 1＝2T ，磁场的宽度x 1＝3m ，在cd 连线以下的区域有一个方向也垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度为B 2＝1T 。一个质量为m ＝1kg 的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r ＝1Ω。若将金属棒在离ab 连线上端x 0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速直线运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef 时刚好达到平衡状态，cd 与ef 之间的距离x 2＝9m 。重力加速度g 取10m/s 2，sin37º=0.6，求金属棒： （1）在磁场Ⅰ区域内速度v 1的大小； （2）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态这一过程中整个电路产生的热量； （3）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态所经过的时间。 【答案】（1）3m/s ；（2）4.5J ；（3）3.75s 【解析】 （1）金属棒进入磁场Ⅰ区域匀速运动，由平衡条件和电磁感应规律得 I ＝ 1 1B Lv R r + mg sin37°＝B 1IL 2211sin37B L mg v R r =+o 解得v 1＝3m/s （2）金属棒在未进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动，知 mg sin37°＝ma 得a ＝6m/s 2 2ax 0＝v 12 得x 0＝0.75m 金属棒在通过磁场Ⅱ区域达到稳定状态时，重力沿斜轨道向下的分力与安培力相等
中考二轮复习专题卷-《专题14电学范围与极值的计算》附解析学生版
中考二轮复习专题卷-《专题14电学范围与极值的计算》附解析学生版一、计算题 1．（2021九上·林甸期末）在使用共享单车时需要使用手机扫码解锁，若强行开锁会引发报警装置报警。如图甲所示是报警装置的控制电路的原理图，电源电压为4V，R0为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值与所受压力F的大小的关系如图乙所示，在0≤F≤18N的范围内，R﹣F图像可看作直线，当F＝0N时，控制电路中的电流为0.25A；当控制电路中的电流大于或等于0.4A时，报警装置会报警。求： （1）定值电阻R0的阻值是多少； （2）当F＝16N时，定值电阻的电功率是多少； （3）压敏电阻的电功率最大是多少（计算结果保留两位小数）？ 2．（2021九上·玉林期末）在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω 2 A”字样，电流表的量程选择“0～3 A”。只闭合开关S1，电流表的示数为0.8 A；再闭合S2，电流表的示数为1.2 A。求： （1）电源电压； （2）电阻R2接入电路的阻值； （3）该电路的最大电功率。
3．（2021九上·岑溪期末）如图所示电路，电源电压保持12 V不变，灯泡L的电阻为50 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。求：（不考虑温度对灯丝电阻的影响） （1）当S1、S2闭合时，通过灯泡L的电流； （2）只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片P移动到中点时，电流表示数为0.2 A，则电压表的示数； （3）在保证电路安全的条件下，电路消耗的最小功率。 4．（2021九上·富川期末）如图所示，电源电压为9V保持不变，小灯泡标有“6V 3W”，其电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大阻值为24Ω，电流表的量程为0～3A．当开关S1、S2断开，S3闭合时，小灯泡恰能正常发光。求： （1）R1的阻值为多少？ （2）当开关S1、S2、S3都闭合时，要保护电路各元件安全，R2的最小阻值是多少？ （3）分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，这个电路工作时消耗的最小功率是多少？