《2021年中考物理压轴题大揭秘专题专题15变化及取值范围类电学综合计算含解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年中考物理压轴题大揭秘专题专题15变化及取值范围类电学综合计算含解析.docx（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、专题15变化及取值范围类电学综合计算考点01：极值类电学综合计算题：此考点通常是题目中给出了若干已知电学物理量，同时对某些物理量进行了限定，如要求灯泡两端电压不超过额定电压或给出电流表或电压表的量程，或者给出了变阻器的规格，要求在保证电路安全的这些限定条件下，求某个物理量的最大值或最小值。【易错警示】此考点应注意：无论求哪个物理量的最大值或最小值均必须保证电路安全，即不能损坏电表，也不能损坏灯泡及滑动变阻器，然后才能利用题中给出的已知条件去求解某个物理量的极值；另外应注意在题中给出多个条件时，必须注意分析隐藏的条件，避免“顾此失彼”如电路中给出了电流表的量程、变阻器的规格，在串联电路中当从最大
2、电流入手去求解某个物理量时还要考虑所求电流是否超过了灯泡的额定电流；如果给了多个用电器的额定电压，若并联应注意通常以额定电压较小的电压值为电源电压。例1：（2020唐山路北区一模）如图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R1的阻值为10，滑动变阻器R2上标有“200、1A”字样，电压表有“03V和015”两个量程，电流表有“00.6A和03A”两个量程。（1）闭合开关将滑片移到某一位置时，电流的大小为0.5A，求R1的功率和电压表的示数。（2）若用电阻R3来替换R1选择适当的电表量程，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数变化最大，在保证安全的情况下，则满足要求的R3的最大值和最小值各多
3、大。【答案】（1）13V（2）40，18。【解析】由电路图可知，两个电阻串联，电压表测R2两端电压，R1的功率P1=I12R1=（0.5A）210=2.5W；此时U1=I1R1=0.5A10=5V，所以U2=UU1=18V5V=13V。（2）用电阻R3来替换R1，要使电压表示数变化最大，电压表应选015V量程，当电流表量程为00.6A时，最大电流为0.6A，滑动变阻器阻值为0，R3的最小值R3小=U/I=18V/0.6A=30，电压表为15V时，滑动变阻器的最大值为200，此时I2=U2/R2=15V/200=0.075A，因为串联，I2=I3，则R3的最大值R3大=U3/I3=3V/0.07
4、5A=40,当电流表选择03A量程时，最大电流为1A，R3的最小电阻R3小=U/I=18V/1A=18；综合上述满足要求的R3的最大值为40，最小值为18。【变式1-1】（2021河北中考预测试题）在如图所示的电路中电源电压为9V，滑动变阻器R1标有“50、2A”字样。现将变阻器R1的滑片P移到右端，闭合开关S，求电流表的示数。再将阻值为10的电阻R2以某种方式接入如图所示的电路中，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P在R1的某两点之间移动过程中，观察电流表，得到了三次电流值，如下表所示。序号123电流（A）0.200.300.40（a）当电流表的示数为0.3A时，求变阻器R1接入电路的电阻。（b
5、）小明同学根据表中的电流，推算出电流表示数可能的最小值、最大值分别为0.15A、2.9A，请你通过计算并说明小明的推算是否正确。【答案】0.18A （a）20或30 (b) 流表的最小示数可能为0.15A，电流表的最大示数不可能为2.9A。【解析】将变阻器R1的滑片P移到右端时，接入电路中的电阻最大，则电流表的示数I=U/R1大=9V/50=0.18A.(a)电路为R2的简单电路时，通过R2的电流I2=U/R2=9V/10=0.9A,由表格数据可知，电流表的示数可以为0.20A、0.30A、0.40A,所以R1和R2的连接方式可能是串联，电流表测电路中电流；也可能是二者并联，电流表测变阻器支路
6、的电流；若R1和R2是串联，当电流表的示数为0.3A时，电路中的总电阻R总=U/I=9V/0.3A=30，因串联电路中总电阻等于各电阻之和，所以变阻器R1接入电路的电阻R1=R总R2=3010=20；若两个电阻的连接方式为并联，电流表测变阻器支路的电流，因并联电器各支路两端的电压相等，所以变阻器R1接入电路的电阻R1=U/I=9V/0.3A=30. 若两个电阻的连接方式为并联电流表测干路电流此时R总=U/I=9V/0.3A=30,因为并联后总电阻小于任何一个分电阻而R2=10，所以此情况不成立(b)若R1和R2是串联，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的最大电流为
7、0.9A，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，则I小=U/R1大+R2=9V/50+10=0.15A；若R1与R2的连接方式是并联，电流表测变阻器支路的电流，由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流为2A，当滑动变阻器接和电路中的电阻最大时，电流表的最小示数I小=U/R1大=9V/50=0.18A；综合上述分析可知，电流表的最小示数可能为0.15A，电流表的最大示数不可能为2.9A。例2：（2020河北中考说明检测试题）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电压表没有画出，闭合开关S后，滑动变阻器R2的的滑片P从B端向左端移动的过程中，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所
8、示。（1）求R1的阻值和电源电压。（2）此过程中电路总功率的变化范围是多少？（3）什么时候R2的电功率最大？R2的最大电功率是多少？【答案】（1）10，9V （2）2.75.4W （3）2.025W【解析】（1）由图乙可知，电流表示数越大，电压表示数越小，故电压表测滑动变阻器两端的电压，当电流表示数为0.3A时，滑动变阻器两端的电压为6V，电源电压为U=0.3AR1+6V；当电流表示数为0.6A时，滑动变阻器两端电压为3V，电源电压U=0.6AR1+3V，由上面两个式子可解得：R1=10，U=9V。（2）电路总功率的最小值P小=UI1=9V0,3A=2.7W，电路的总功率最大值P大=UI2=9
9、V0.6A=5.4W，所以此过程中电路总功率的变化范围是2.7W5.4W。（3）R2的电功率P2=I2R=（U/R1+R2）2R2=U2R2/(R1+R2)2=U2R2/【(R1R2)2+4R1R2】=U2/【（R1R2）2/R2】+4R1，由以上式子可知，当电阻R1=R2时R2的电功率最大，P最大=U2/4R1代入已知数据可得P最大=2.205W。考点02：变化范围类电学综合计算题：此考点通常给出电路图及某些已知的物理量或同时给出某两个物理量的关系图像，要求求某个量的变化范围。【帮你归纳】（1）若题中两个电表的指针偏转角度相同的，则必须对电表所选择的量程进行讨论，并根据每个电表及每种量程分度
10、值的不同，得出不同情况下的电流值或电压值，然后进行相应计算，此种题型通常采用假设法，然后根据假设的情况进行探究。（2）当题中通过图像给出某个用电器的电阻、电流与电压或给出电流、电压与功率的关系时，应从图像入手找出所给物理量的关系做为突破点，列方程组去求解其它物理量。【易错警示】（1）在求解某个量的变化范围时，必须要保证电路安全，即无论如何调节电源电压，或调节变阻器的阻值，不能损坏电流表或电压表，也不能使灯泡两端电压超过灯泡标注的额定电压。（2）在满足某个要求的同时，必须考虑题中的其它隐藏条件，如在保证电流表不超过量程的前提下，电流是否超过了灯泡的额定电流，在电流表与灯泡安全的前提下，电压表的示
11、数是否超过了所选择的量程。（3）在求变阻器的变化范围时，通常从最大允许电流入手去求变阻器的最小电阻，从最小电流或与之并联的电压表的量程入手去求变阻器的最大阻值；当电路各元件均保证安全的前提下，变阻器标注的最大阻值即为变阻器最大允许接入的阻值。（4）在题目中对电流或电压或电源有一定要求时，必须先满足此要求，如要求电路中电流表示数达到满刻度的2/3,或电流表示数不小于其满刻度的1 /3 等，在满足此前提条件的同时，还必须先考虑电表所选择的量程是否是合适的，不要顾此失彼。例1：（2020河北中考模拟试题）如图甲所示的电路电源电压保持不变，电压表有“03 V”和 “015 V”两个量程，电流表有“00
12、.6 A”和“03 A” 两个量程，有一个额定电压为12V的小灯泡，其UI 图像如图乙所示，滑动变阻器上标有“20、2A”的字样.只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片到某一位置，此时电流表读数为0.4A,电压表示数为9V.求：（1）电源电压。（2）求此时小灯泡的实际功率。（3）若将一个定值电阻(阻值为15或24)代替R1接入电路，选择合适的电流表和电压表量程，要求在只闭合开关S和S2时，电流表和电压表的指针分别 能偏转到最大刻度处，且电路能正常工作，求R2接入电路的阻值范围。【答案】（1）15V （2）2.4W （3）16。【解析】（1）只闭合开关S和S1时灯L与R2串联，通过灯泡的电流为
13、0.4A时，由题图乙可知，此时小灯泡两端的电压为6V，所以电源电压U=U L+U2=6V+9V=15V。（2）灯L与R2串联时灯L的实际功率P=ULI=6V0.4A=2.4W。（3）闭合S和S2时R1和R2串联，因电压表与R2并联，电源电压为15V所以无论选择哪一个电阻都不能使电压表达到15V，故电压表应选择03V量程；接入15的电阻时，电路中的最大电流I大1=U/R=15V/15=1A；当接入24时，电路中的最大电流I大2=U/R=15V/24=0.625A；所以电流表量程只能选00.6A；当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中电流最大，即为0.6A，电路中的总电阻R总=U/I大=15V/
14、0.6A=25；若接入电路的定值电阻为15,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R=2515=10，则滑动变阻器两端电压值U=I大R=0.6A10=6V3V，超过了3V的最大电压故R1只能是24，当接入电路的定值电阻为24时，滑动变阻器接入电路的最小电阻为R2=2524=1，电压表最大电压U最大=3V，则此时定值电阻两端电压U2=15V3V=12V，则此时电路中的电流I2=U2/R =12V/24=0.5A，滑动变阻器接入电路的最大电阻R2=U最大/I2=3V/0.5A=6，所以滑动 变阻器连入电路的阻值范围为16。【变式1-1】（2020石家庄新华区一模）如图所示的电路中，电源电压为15V且保持
15、不变，电阻R1的阻值为30，闭合开关S，电流表的示数如图乙所示，（1）求通过电阻R1的电流I1.（2） 求电阻R2的阻值。（3）现用标有“20、2A”字样的滑动变阻器R0替换R1或R2中的一个，请在不损坏电路元件的情况下，通过移动滑片P，使电路的功率变化范围最大，求出此范围。【答案】（1）0.5A （2）10（3）18.75WP37.5W。【解析】（1）因为两个电阻并联，所以U=U1=15V，则通过电阻R1的电流I1=U/R1=15V/30=0.5A.（2）由甲图可知，电流表测干路电路及乙图电流表指针的位置可知此时电流表量程为03A，其示数即干路电流应为2A，且由于并联各支路互不影响所以通过R
16、2的电流I2=II1=1.5A则电阻R2=U/I2=15V/1.5A=10.（3）若替换R1时，电流表的最小示数为I最小=I2+I0最小=1.5A+(15V/20)=2.25A；电流表的最大示数为1.5A+1.5A=3A，所以此种情况电流表的最大变化范围是2.25AI3A；若替换R2，电流的最小示数为I最小=I1+I0最小=0.5A+(15V/20)=1.25A；电流表的最大示数为0.5A+2A=2.5A，所以此种情况电流表的最大变化范围是1.25AI2.5A综合上述分析可知，电阻R0替换R2时电流表示数的变化范围最大；使电路的功率变化范围最大：P最小=UI最小=15V1.25A=18.75W
17、，P最大=UI最大=15V2.5A=37.5W。由上述分析可知，电路的功率变化范围最大是18.75WP37.5W。考点03：取值范围类电学综合计算题：此考点通常有以下几种题型：题型一：题中给出电流表或电压表的量程，让我们根据题意的某些条件，在保证电流表或电压表安全的前提下，求变阻器或某个电阻或求电源的取值范围的。此种题型，通常可以把所给电流表的量程做为最大电流，或电压表量程做为最大电压，以此为突破点，去求解相关物理量的取值范围。题型二：先给出某一个多开关的电路，然后通过不同开关的断开与闭合情况，讨论电路的不同连接情况，然后要么讨论电源的取值范围，要么讨论并计算电路中总功率的取值范围，或讨论并求
18、出变阻器的取值范围。此种题型，必须先弄清电路各用电器的连接情况，同时还要弄清各电表在电路中的作用，以此为突破点，在保证安全的前提下去求某个量的取值范围。题型三：给出灯泡的额定电压及额定功率，或者给出变阻器的规格，要求保证电路安全，求出相应的某些量如：求电路中某个用电器两端电压的取值范围，或要求求出变阻器连入阻值的取值范围或者求出变阻器的规格或要求求出电源的取值范围。此种题型必须弄清此题的考查目的，然后在保证电路安全的前提下，去求解某个量的取值范围。例1：（2019石家庄新华区质检）如图所示的电路中，电源电压为18V且不变，灯泡灯泡L上标有“15V、5W”字样（灯泡的电阻不受温度影响）电阻R1的
19、阻值为20，滑动变阻器R2上标有“10、1A”字样，电压表选用03V量程，电流表选用03A量程。（1）开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器使灯泡正常发光时，求：滑动变阻器连入电路的阻值。（2）开关S、S2闭合S1断开，当电压表示数为2V时，求：电阻R1的电功率。（3）开关S、S2闭合S1断开，用电阻R0替换电阻R1要求：通过移动变阻器的滑片，电压表能发生满偏且电路各元件均能正常工作，求：电阻R0的取值范围。【答案】（1）9 （2）12.8W （3）1550。【解析】（1）开关S、S1闭合，S2断开时，L与R2串联，因为灯正常发光， 所以由I2=IL=PL/UL=5W/5V=(1/3)A，
20、则变阻器的阻值R2=U2/I=3V/(1/3)A=9.(2) 开关S、S2闭合S1断开时R1与R2串联，因为电压表示数为2V所以R1两端电压U1=16V，此时电路中的电流I=16V/20=0.8A，则电阻R1的电功率P1=U1I=16V0.8A=12.8W。（3）开关S、S2闭合S1断开，用电阻R0替换电阻R1，此时R0与R2串联，因为电压表量程为3V，所以R2两端的最大电压为3V，因为变阻器标有“10、1A”，则此时电路中最大电流为1A，则定值电阻R0的最小阻值R0小=（UU2大）/I最大=15V/1A=15。当变阻器接入电路的电阻最大时，电路中电流最小，若要使电压表发生满偏，I最小=3V/
21、10=0.3A，则此时电路的总电阻最大值R总大=U/I最小=18V/0.3A=60,所以R0的最大值为R0最大=R总最大R2最大=6010=50；故电阻R0的取值范围1550。【变式1-1】（2020上海市中考模拟试题）实验室里有一个标有“6V、3W”的小灯泡L1和一个标有“6V”的小灯泡L2，将它们连接到图甲所示的电源电压可调的电路中，其中通过L2的电流与电压的关系如图乙所示，电流表、电压表均使用大量程（03A，015V），开关均闭合时，滑片P置于最右端时，调节电源电压使小灯泡L2正常发光，电流表的示数为1.3A。求： （1）L2正常发光时的电阻。 （2）滑动变阻器的最大电阻。 （3）在一个
22、小灯泡正常发光的条件下，电源电压的调节范围。【答案】（1）6（2）20（3）6V16V。【解析】（1）由图乙知，小灯泡L2正常发光时的电阻为： R2=U/I=6V/1.0A=6.（2）开关均闭合，滑片P置于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡 L2并联，灯泡L1被短路，电源电压U=U2=6V ，滑动变阻器的电流I滑=II2=1.3A1.0A=0.3A ，由I=U/R可得：滑动变阻器的最大阻值R滑=U/I滑=6V/0.3A=20. （3）只闭合开关S2 ，L1与L2 串联，RL1=U2/P=(6V)2/3W=12，L1 的额定电流电流I=P/U=0.5A ，串联电路中电流相等，则电路中的最大电流
23、为0.5A ，由图像乙可知，当电流为0.5A时， L2两端的电压为2V ，此时电源电压为6V+2V=8V。只闭合S1时， L1与滑动变阻器串联， L1正常发光时的额定电流为0.5A ， L1的阻值为12，电路的总电阻的变化范围为1232 ，故此时电源最小电压为6V，最大电压U大=0.5A（12+20）=16V，所以电源电压的调节范围为6V16V。当闭合 S2、S3 时，只有L2 接入电路，电源电压为6V时，L2 能正常发光。综上所示，电源电压的调节范围为6V16V。 【变式1-2】（2020沧州十三中二模试题）如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10，滑动变阻器标有“50、1A”字样，电压表量程
24、为015V，（1）当开关S闭合时，电流表A的示数为0.5A，求电阻R1两端电压U1.（2）若闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P从距离左端三分之二处向右端移动的过程中，发现电流表、电压表能同时偏转相同的角度，并且移动滑片过程中电流表示数均不小于三分之一，求电源电压U的取值范围。【答案】（1）5V （2）1216V【解析】（1）当开关S闭合时，两个电阻串联，电流表A的示数为0.5A，由I=U/R可得R1两端电压U1=IR1=0.5A10=5V。（2）将滑动变阻器R2的滑片P从距离左端三分之一处向右端移动的过程中，电流表示数均不小于量程的1/3,所以由滑动变阻器的规格可知，电流表的量程为00.6
25、A，电路中的电流变化范围是0.2A0.6A，当电路中电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源电压U=I（R1+R2）=0.2A（10+50）=12V，当电路中的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电器中的电阻为(50/3),此时电源电压U=I（R1+R2）=0.6A【10+(50/3)】=16V，所以电源电压范围为1216V；由电压表的量程为015V可知，电压表示数的变化范围为515V，当电压表的示数为5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻为(50/3)，此时电源电压U=U2/R2(R1+R2)=(5V/50/3)【10+(50/3)】=8V，当电
26、压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻50，此时电源电压U=U2/R2(R1+R2)=(15V/50)（10+50)）=18V，所以电源电压范围为818V；因电流表、电压表能同时偏转相同的角度，所以电源的电压范围为1216V。例2：（2018襄阳中考）如图9所示电路，电源电压可调，R1=10，小灯泡标有“6V、6W”（阻值不变）滑动变阻器R2上标有“15、2A”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，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数在13V之间变化，求电源电压的最大调节范围。【答案】（1）60J （2）1VU
27、7.5V。【解析】（1）只闭合S1时，灯泡L正常工作10s后消耗的电能W=Pt=6W10s=60J.(2)只闭合S2时，R1、R2串联，设电源电压为U，电压表示数为UR，有U=（UR/R1）(R1+R2)，当UR=1V，R2=0时，电源电压最小值为U最小=1V；当UR=3V，R2=15时，电源电压最大值为U最大=3V+（0.3A15）=7.5V，所以电源电压最大调节范围是：1VU7.5V。【变式2-1】（2019荆州中考）如图所示，电源电压为4.5V且不变，灯泡L上标有“3V、1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15、1A”字样，定值电阻R1的阻值约为10，电流表量程为03A，电压表量程为0
28、3V，不考虑灯丝的电阻受温度影响，求：（1）灯泡正常发光时电阻为多少。（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大。（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。【答案】（1）6（2）3.375W （3）312。【解析】（1）由题意灯泡正常发光时的电阻R=U额2/P额=（3V）2/1.5W=6。（1） 当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，灯L短路，R1和R2并联，当滑动变阻器R2的阻值最大为15时，电路中总电流最小，电路的总功率最小，通过R1的电流：I1=U/R1=4.5V/10=0.45A，通过R2的电流I2=4.5V
29、/15=0.3A；此时电路的最小总功率P最小=U（I1+I2）=3.375W。（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压，灯泡的额定电流：I额=P额/U额=1.5W/3V=0.5A；因为灯泡的额定电流I额=0.5A，电流表量程为03A，滑动变阻器标有“15、1A”字样，所以在确保电路安全的情况下，电路中最大电流为0.5A，此时滑动变阻器R2阻值最小，则电路最小总电阻R最小=U/I大=4.5V/0.5A=9；滑动变阻器R2的最小阻值：R2最小=96=3；因为电压表量程为03V，所以在确保元件安全的情况下，滑动变阻器两端最大电压为U
30、2=3V，此时滑动变阻器连入的阻值最大，此时电路中的电流最小I最小=（4.5V3V）/6=0.25A,滑动变阻器R2的最大阻值：R2最大=U2/Ij最小=3V/0.25A=12,综合上述分析可知，在确保电路元件安全的情况下滑动变阻器的阻值范围为312。1:（2020石家庄桥西区模拟试题）如图所示的电路中，电源电压不变，R0是阻值为10的定值电阻，R1为标有“3A”字样的滑动变阻器，R2为标有“10、2A”字样的滑动变阻器，电流表和电压表均为实验室常用的电表。只闭合S2，当R2的滑片置于距左五分之一处时，R0的功率为10W。求：（1）电源电压。（2）把R2的滑片置于最左端后同时闭合S1和S2在保
31、证电路安全的前提下，移动R1的滑片P，电流表示数的最大变化量为1.2A，求R1的最大阻值。（3）若用一个电压连续可调的电源去替换原来的电源，电压表选用015V量程，要求只闭合S2后适当移动R2的滑下P2的过程中，R0消耗的功率最大且始终不变，求电源电压的可调范围。【答案】（1）12V （2）20（3）20V35V。【解析】（1）只闭合S2，当R2的滑片置于距左五分之一处时，R0与R2串联，因为R0的功率为10W且R0=10根据P=I2R，可得电路中电流I=1A，则电源电压U=I（R0+R2/5）=1A（10+2）=12V。（2） 由题意可知，电流表应选用03A量程，由P1置于最右端，且闭合S1
32、和S2时，R1和R0并联，则电流表最大示数为3A，由题意可知，当R1最大时，电流表示数最小，且最小值为1.8A，根据I=U/R可得此时R0的电流I01=U/R0=12V/10=1.2A，通过R1的电流为I1=1.8A1.2A=0.6A，根据I=U/R可得R1的最大电阻R1=U/I1=12V/0.6A=20。（3）由R0消耗的功率最大且始终不变可知，电路中电流不变，根据R2允许的最大电流为2A，所以I大=2A，由R2=0时，根据I=U/R得电源最小电压为U小=I2R0=2A10=20V，当R2=10时，U0=I2R2=2A10=20V15V，所以当电压表满偏时，电源最大电压U大=I2R0+U2=
33、2A10+15V=35V，所以电源电压的可调范围是20V35V。2：(2019山东德州中考)如图(a)所示电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4 V 、0.5 A”字样,电流表量程为00.6 A,电压表量程03 V,滑动变阻器R1的最大阻值20。只闭合开关S、S1 ,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图乙所示。 求:(1)小灯泡的额定功率； (2)电源电压及定值电阻R2的阻值；(3)只闭合开关S和S2 ,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U图像如图丙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围。 【答案】 (1)2W (2)5 V 10 (3)2 7.
34、5 【解析】 (1)小灯泡的额定功率:P额=U额I额=4 V0.5 A=2 W。(2)只闭合开关S、S1 ,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图乙所示。由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压:U=U1+IR2 ,在图乙中取两组数据代入公式,可得:U=3.0 V+0.2 AR2 ; U=1.0 V+0.4 AR2,联立解得U=5V,R2=10 。(3)只闭合开关S和S2 ,灯泡L和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由串联电路的分压规律可知,
35、当电压表示数最大为3V时,R1接入电路的电阻最大,此时小灯泡两端电压为:UL=U-U1大=5 V-3V=2 V,由图丙可知电路中最小电流:I最小=0.4 A,则R1接入电路的最大电阻:R1 = U1大/I小=3V/0.4A =7.5 ；灯泡L正常工作时电流:I最大=0.5 A0.6A,此时电流表安全，灯L正常工作时的电压为4 V,此时滑动变阻器两端的电压:U1小 =U-U额=5 V-4 V=1 V,则R1接入电路的最小电阻:R1小 = U1小/I最大=1V/0.5A =2 ,所以R1允许的取值范围是27.5。3：（2020河北中考命题专家原创试题）如图所示灯L上标有：“12V、3.6W”字样，
36、定值电阻R1的阻值为10，滑动变阻器R2上标有“50 、1A”字样，电流表、电压表的量程分别为03A、015V，闭合S1、S2，灯泡正常发光，求：（1）灯泡L正常发光时的电阻。（2）S1和S2闭合时，滑动变阻器允许连入的阻值范围。（3）用一新的电源替换原来的电源，电流表、电压表的量程分别为00.6A、03V，断开S1和S2，移动滑片的过程中，要求两个电表都能达到最大测量值且电路正常工作，求允许替换的电源的电压范围？【答案】（1）40（2）（12R250 3）6VU9V。【解析】(1)小灯泡正常发光时的电阻RL=U2/P=（12V）2/3.6W=40。（2）闭合S1和S2时变阻器R2和灯L并联，
37、灯泡正常发光，说明电源电压U=UL=12V，灯泡所在支路的电流是I=P/U=3.6W/12V=0.3A；当变阻器中的电流为1A时，变阻器连入电路的电阻最小，R小=U/I大=12V/1A=12，所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是12R250.（3）断开S1和S2时，滑动变阻器R2和R1串联，当变阻器的接入电路的电阻为零时，电流表恰好达到最大值0.6A，此时电源电压U1=0.6A10=6V；此时通过调节滑动变阻器滑片使滑动变阻器接入电路的电阻为10，电压表也可达到最大测量值，所示电源电压的最小值U小=6V；当电流表和电压表同时达到测最大测量值时，定值电阻分得电压UR1=0.6A10=6V，滑动变阻
38、器两端电压UR2=3V，此时电源电压U2=6V+3V=9V既为电源最大电压，所示允许替换的电源电压范围就6VU9V。4:（2020通辽中考）如图所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，电压表量程为015V，电流表量程为00.6A，第一次只闭合开关S、S1将滑片从B端移动到A端，第二次只闭合开关S、S2，将滑片P从B端逐渐向A端移动，直到L正常发光。根据实验过程中测量的数据，绘制电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示求：（1）滑动变阻器两端AB间的电阻值。（2）在闭合开关S、S2时，灯L正常工作1min消耗的电能是多少。（3）在整个过程中且电路安全的条件下，R0功率的变化范围。【答案】（1）20
39、（2）0.9W2.5W。【解析】（1）只闭合开关S、S1灯泡短路，R0与滑动变阻器串联，滑片移动过程中，电路中电流不变，将滑片从B端移动到A端时，电压表测滑动变阻器R两端电压，由图乙可知，此时电流为0.4A，滑动变阻器连入电路的阻值最大时，两端最大电压为8V，此时变阻器AB间的电阻值RAB=UAB/I=8V/0.4A=20.(2） 由（1）根据串联分压可知，定值电阻R0两端电压U0=UUAB=12V8V=4V，则R0=U0/I=4V/0.4A=10,只S、S2时，灯L、定值电阻R0和变阻器R三者串联，电压表测R两端电压，滑片P在A端时，灯L正常发光，由图乙可知，此时电路中的电流为0.5A，电压
40、表示数即为滑动变阻器两端的电压为1V，可得R0两端电压U0=0.5A10=5，此时灯L两端电压UL=12V1V5V=6V，则灯正常工作1min消耗的电能U=ULIt=6V0.5A60s=180J.(3）在整个过程中且电路安全的条件下，由图乙可知通过定值电阻R0的最大电流、最小电流分别为0.5A和0.3A，则R0的功率的最大值和最小值分别为：P最大=I大2R0=（0.5A)210=2.5W；P最小=I小2R0=（0.3A)210=0.9W，即在整个过程中且电路安全的条件下，R0功率的变化范围为0.9W2.5W。5：（2014河北中考）实验室里有两只额定电压分别为4V和6V的小灯泡L1和L2，将它
41、们连接到图24所示的电源电压可调的电路中，其中通过L2的电流与电压的关系如图25所示。闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，一只小灯泡正常发光，电路消耗的功率为5.2W；只闭合S3，滑片P置于最右端时，也有一只小灯泡正常发光，且L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为R2R1=14。求：L2正常工作时的电阻。L1正常工作时的电流。在一只小灯泡正常发光条件下，电源电压的调节范围。【答案】(1)6 (2)0.4A (3) 4V9V【解析】（1）由图像可知UL2额=6V，IL2额=1A，则L2正常发光时电阻=6.（2）闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时两灯并联L1正常发光，
42、电源电压U=UL额=4V ， I总=P总/U =1.3A，由图像可知I2=0.9A，所以灯L1正常发光时的电流为0.4A。 （3）只闭合S3，滑片P位于最右端时，两个灯与滑动变阻器串联，正常发光的一只小灯泡为L1，此时电路中的电流相等为0.4A，由图像可知U2=1V，两个灯的电阻分别为10和2.5，因为R2R1=14所以R=10，此时电源电压U=I总R总=9V，则电源电压调节范围为4V9V。6:（2020天水中考）如图所示的电路中，电源电压恒定不变，电压表量程为015V，电流表量程为00.6A，灯L上标有“6V、3W”字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），定值电阻R2=30。当只闭合开关S1、S
43、2，调节滑片P到距离B端2/5处时，灯L正常工作；当只闭合开关S1、S3调节滑片P 到中点处时，电流表示数为0.3A求：（1）灯泡的电阻。（2）电源电压。（3）在保证电路各元件安全的情况下，只闭合开关S1和S2时，灯L消耗的电功率的范围。【答案】（1）12（2）18V （3）0.75W3W。【解析】（1）根据公式R=U2/P可得灯泡的电阻RL=（6V）2/3W=12.（2）只闭合开关S1、S2，调节滑片P到距离B端2/5处时，R1与灯串联，因为灯L正常工作所以电路中电流I=PL额/UL【额=3W/6V=0.5A,所以电源电压U=I（RL+2R1/5）=0.5A（12+2R1/5）；当只闭合开关
44、S1、S3调节滑片P 到中点处时R2和R1串联，此时电源电压U=I（R2+R1/2）=0.3A（30+R1/2）；联立上述两个式子可得：U=18V，R1=60。（3）只闭合开关S1和S2时，R1与灯L串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流，此时灯泡可以正常发光，其最大功率为3W，当电压表的示数U1=15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，此时灯泡两端的电压：UL=UU1=18V15V=3V，灯L消耗的最小电功率：PL小=（3V）2/12=0.75W，所以灯L消耗的电功率的范围为：0.75W3W。7：（2019石家庄市中考模拟试题）在如图所示的电路中，
45、若电源电压恒为18V，电阻R1=40，滑动变阻器R2的规格为“20、1A”，电流表量程为“00.6A”、“03A”，电压表量程为“03V”“015V”。（1）求电路总功率的最小值。（2）若电流表量程为00.6A，电压表量程为015V，在确保电表安全的情况下，求滑动变阻器的最小阻值。（3）利用图示电路探究电流与电压关系时，若电流表和电压表的量程可任选，且电源电压可调，要求滑动变阻器滑片从一端调到另一端的过程中，电流表与电压表指针的偏转角度，始终即不小于满刻度的三分之一又不能超过量程，求电源电压的取值范围。【答案】（1）5.4W （2）8（3）12V15V。【解析】（1）电路总功率的最小值P小=U
46、2/R总=（18V）2/60=5.4W.(2)当电压表示数达到最大值15V时，电路中电流I=U1/R1=15V/40=0.375A0.6A，此时R2接入电路的阻值最小R2最小=UU1/I=18V15V/0.375A=8.(3)若电流表选取的量程为03A，电流表满偏的1/3为1A，此时R1两端电压为40V15V，所以电流表选取03A量程的情况舍去。若电流表选取的量程为00.6A，电流表满偏的1/3为0.2A，此时R1两端电压为8V3V所以电压表选取03V量程的情况舍去；所以电流表量程只能为00.6A，电压表量程只能为015V。电流表满偏的1/3为0.2A，此时R2阻值最大，电源电压最小U最小=I
47、（R1+R2）=0.2A60=12V，当电流表示数为0.6A且R2=0时，电源电压U=IR1=0.6A40=24V15V，所以U最大=15V，电源电压范围为12V15V。8：（2020德州中考）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为6，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，从最上端a滑到最下端b的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示，求：（1）小灯泡的额定功率和定值电阻R0的阻值。（2）滑动变阻器的最大阻值。（3）电路总功率的变化范围。【答案】（1）6W，6（2）14（3）612W。【解析】（1）由电路图可知，R0灯L和变阻器R三者串联，电压表V1测L和R0两端总电压，V2测L两端电压；当P滑到b端时电路中电流最大I大=1A，V1示数即为电源电压为12V；此时小灯炮的电阻RL=U灯/I=6V/1A=6,此时灯恰好正常发光，所以小灯泡的额定功率P额=U额I额=6V1A=6W；因为R