专项提分练十四 电学极值和取值范围问题
1如图甲所示电路,电源电压恒为6 V,滑动变阻器R的规格为“25 Ω 1 A”,电流表量程选择“0～0.6 A”,电压表量程选择“0～3 V”,小灯泡上标有“4.5 V 0.3 A”字样,其I-U图像如图乙所示,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.电路的最大功率是3.6 W
B.小灯泡的最小功率是0.75 W
C.电流表的最小示数是0.15 A
D.电流表的最大示数是0.4 A
2
(多选)(2022·铜仁中考)如图所示,电源电压12 V保持不变,小灯泡标有“4 V 1.6 W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50 Ω 1 A”字样,电流表量程为0～0.6 A,电压表量程为0～15 V;闭合开关,保证各元件不损坏,下列选项正确的是 ( )
A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B.电路中消耗的最大功率为4.8 W
C.滑动变阻器两端电压变化范围为9～10 V
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1 min产生的热量为140 J
3
如图所示,电源电压恒为6 V,定值电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“10 Ω,2 A”的字样,电流表和电压表选用的量程分别为“0～0.6 A”和“0～15 V”。当闭合开关S,在保证电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,则下列正确的是 ( )
A.电压表示数的最大值为2 V
B.定值电阻R1两端的最大电压为4 V
C.滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是5～10 Ω
D.电路总功率的变化范围是2.0～3.6 W
4
如图所示电路,电源电压U=4 V,定值电阻R0=20 Ω,滑动变阻器最大阻值为80 Ω。电压表的量程为0～3 V,电流表的量程为0～0.6 A。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从最左端开始向右滑动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电路总功率最小为0.16 W
B.电流表的最小示数是0.04 A
C.滑动变阻器的最大功率为0.2 W
D.滑动变阻器滑片P向右移动,电流表和电压表示数都变小
5(多选)(2023·成都中考)如图所示的电路,电源电压U恒定不变,R1=30 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器标有“100 Ω 2 A”字样,电压表量程为0～15 V,电流表量程为0～3 A。当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,电流表的示数为0.8 A;当开关S接通触点2,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值为R';当改变滑片位置、开关S接不同触点,在保障电路安全的情况下,电路工作的最大电流和最小电流分别为I大和I小。下列计算正确的是 ( )
A.U=24 V
B.R'的范围为0～100 Ω
C.I大∶I小=4∶1
D.电路工作的最小功率P小≈4.4 W
6
一个灯泡L标有“6 V 9 W”,假设灯丝电阻不随温度变化,若将L接到某电源上,灯泡刚好正常发光;再将该灯泡与滑动变阻器、电流表串联接在该电源上,如图所示,滑动变阻器的铭牌上标有(0～30 Ω 1 A),电流表的量程为0～0.6 A,当滑动变阻器的功率为2 W时,灯泡的实际功率是 W,若不超过电流表最大量程,则该电路的最大功率为 W。
7(2024·扬州模考)如图甲所示的电路中电源电压不变,滑动变阻器R2标有“20 Ω,0.5 A”,R1=10 Ω,灯L标有“4 V 1 W”,灯L的I-U图像如图乙。在保证电路安全的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,电压表 V2的最小示数为2 V。则电源电压为 V,电路的最大功率为 W,滑动变阻器阻值的调节范围为 Ω。
8小明在学习了电学知识后,遇到如图a所示电路,其中电源电压为6 V且不变,电阻R1=10 Ω,滑动变阻器R2上标有“20 Ω 2 A”字样,现闭合开关,电流表如图b所示。
(1)求通过电阻R1的电流;
(2)移动滑动变阻器的滑片P,在不改变电流表量程且电路安全工作的情况下,求R2的阻值范围。
9(2024·株洲一模)如图甲所示,电源电压可调,滑动变阻器R标有“1 A”字样,电流表量程为0～3 A,小灯泡L1、L2的额定电压均为6 V,其电流与电压的关系如图乙所示。只闭合开关S1,滑动变阻器滑片P移至中点时,小灯泡正常发光,此时滑动变阻器的功率为3.2 W。求:
(1)L2正常发光时的电阻;
(2)此时的电源电压和滑动变阻器的最大电阻;
(3)若滑片的移动范围为2 Ω至最大阻值处,只闭合S3,移动滑片P且同时调节电源电压,使其中一个小灯泡正常发光,各元件均安全工作,求电路总电功率的变化范围。专项提分练十四 电学极值和取值范围问题
1如图甲所示电路,电源电压恒为6 V,滑动变阻器R的规格为“25 Ω 1 A”,电流表量程选择“0～0.6 A”,电压表量程选择“0～3 V”,小灯泡上标有“4.5 V 0.3 A”字样,其I-U图像如图乙所示,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 (B)
A.电路的最大功率是3.6 W
B.小灯泡的最小功率是0.75 W
C.电流表的最小示数是0.15 A
D.电流表的最大示数是0.4 A
2
(多选)(2022·铜仁中考)如图所示,电源电压12 V保持不变,小灯泡标有“4 V 1.6 W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50 Ω 1 A”字样,电流表量程为0～0.6 A,电压表量程为0～15 V;闭合开关,保证各元件不损坏,下列选项正确的是 ( A、B )
A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B.电路中消耗的最大功率为4.8 W
C.滑动变阻器两端电压变化范围为9～10 V
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1 min产生的热量为140 J
3
如图所示,电源电压恒为6 V,定值电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“10 Ω,2 A”的字样,电流表和电压表选用的量程分别为“0～0.6 A”和“0～15 V”。当闭合开关S,在保证电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,则下列正确的是 (C)
A.电压表示数的最大值为2 V
B.定值电阻R1两端的最大电压为4 V
C.滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是5～10 Ω
D.电路总功率的变化范围是2.0～3.6 W
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如图所示电路,电源电压U=4 V,定值电阻R0=20 Ω,滑动变阻器最大阻值为80 Ω。电压表的量程为0～3 V,电流表的量程为0～0.6 A。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从最左端开始向右滑动的过程中,下列说法正确的是 (C)
A.电路总功率最小为0.16 W
B.电流表的最小示数是0.04 A
C.滑动变阻器的最大功率为0.2 W
D.滑动变阻器滑片P向右移动,电流表和电压表示数都变小
5(多选)(2023·成都中考)如图所示的电路,电源电压U恒定不变,R1=30 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器标有“100 Ω 2 A”字样,电压表量程为0～15 V,电流表量程为0～3 A。当滑动变阻器滑片移到最左端,开关S接通触点1时,电流表的示数为0.8 A;当开关S接通触点2,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值为R';当改变滑片位置、开关S接不同触点,在保障电路安全的情况下,电路工作的最大电流和最小电流分别为I大和I小。下列计算正确的是 ( A、C )
A.U=24 V
B.R'的范围为0～100 Ω
C.I大∶I小=4∶1
D.电路工作的最小功率P小≈4.4 W
6
一个灯泡L标有“6 V 9 W”,假设灯丝电阻不随温度变化,若将L接到某电源上,灯泡刚好正常发光;再将该灯泡与滑动变阻器、电流表串联接在该电源上,如图所示,滑动变阻器的铭牌上标有(0～30 Ω 1 A),电流表的量程为0～0.6 A,当滑动变阻器的功率为2 W时,灯泡的实际功率是 1 W,若不超过电流表最大量程,则该电路的最大功率为 3.6 W。
7(2024·扬州模考)如图甲所示的电路中电源电压不变,滑动变阻器R2标有“20 Ω,0.5 A”,R1=10 Ω,灯L标有“4 V 1 W”,灯L的I-U图像如图乙。在保证电路安全的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,电压表 V2的最小示数为2 V。则电源电压为 7 V,电路的最大功率为 1.75 W,滑动变阻器阻值的调节范围为 2～15 Ω。
8小明在学习了电学知识后,遇到如图a所示电路,其中电源电压为6 V且不变,电阻R1=10 Ω,滑动变阻器R2上标有“20 Ω 2 A”字样,现闭合开关,电流表如图b所示。
(1)求通过电阻R1的电流;
解:(1)R1与R2并联,电流表测干路电流,通过电阻R1的电流I1===0.6 A
(2)移动滑动变阻器的滑片P,在不改变电流表量程且电路安全工作的情况下,求R2的阻值范围。
解: (2)由图b可知,电流表的量程为0～3 A,由滑动变阻器的铭牌可知,R2允许通过的最大电流I2大=2 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,此时干路电流I=I1+I2大=0.6 A+2 A=2.6 A<3 A,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R2小===3 Ω,所以R2的阻值范围为3～20 Ω。
9(2024·株洲一模)如图甲所示,电源电压可调,滑动变阻器R标有“1 A”字样,电流表量程为0～3 A,小灯泡L1、L2的额定电压均为6 V,其电流与电压的关系如图乙所示。只闭合开关S1,滑动变阻器滑片P移至中点时,小灯泡正常发光,此时滑动变阻器的功率为3.2 W。求:
(1)L2正常发光时的电阻;
解:(1)由图乙可知,L2正常发光时的电流I2=0.8 A,则L2正常发光时的电阻R2===7.5 Ω
(2)此时的电源电压和滑动变阻器的最大电阻;
解: (2)只闭合开关S1时,L2与滑动变阻器串联,L2正常发光,则I=I2=0.8 A,滑动变阻器电压U滑===4 V,电源电压U=U2+U滑=6 V+4 V=10 V,滑动变阻器最大电阻R=2×=2×=10 Ω;
(3)若滑片的移动范围为2 Ω至最大阻值处,只闭合S3,移动滑片P且同时调节电源电压,使其中一个小灯泡正常发光,各元件均安全工作,求电路总电功率的变化范围。
解: (3)只闭合S3时,两灯串联后再与滑动变阻器串联,通过两灯的电流相等,因为灯L1的额定电流大于灯L2的额定电流,所以只能使L2正常发光,此时电路中的电流:I'=I2=0.8 A;由图象可知,当电流为0.8 A时的L1两端的电压UL1=2 V,此时灯L1的电阻RL1===2.5 Ω,因滑动变阻器接入电路的电阻不小于2 Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路的最小电阻:R串小=7.5 Ω+2 Ω+2.5 Ω=12 Ω;电路的最大电阻:R串大=7.5 Ω+10 Ω+2.5 Ω=20 Ω,所以电路的最小功率:P小=I'2R串小=(0.8 A)2×12 Ω=7.68 W;电路的最大功率:P大=I'2R串大=(0.8 A)2×20 Ω=12.8 W,即电路总电功率的变化范围为7.68～12.8 W。
