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2026年中考物理二轮复习47个热亮点重难点专项训练(全国通用)
专项训练31 求解电学量最值及范围的难点综合计算
1. 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1.35W
B. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是15Ω~30Ω
C. 电压表的示数变化范围是2V~3V
D. 该电路的最大总功率是12W
2.(2025·山东德州)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V
②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W
④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.(2025·山东滨州)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V 5W”字样,滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S1,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图象。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率。
4. 科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为,电压表量程为“”,电流表量程为“”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡的L亮暗,绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 灯泡正常发光时电阻值为
B. 灯泡随滑片P向端移动而变暗
C. 变阻器接入的阻值范围为
D. 电路消耗的最大电功率为0.625W
5. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片Р
从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的关系图像如图乙所示。下列说法正确的
是( )
A. 电源电压为9V
B. 小灯泡的额定功率为6W
C. 滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D. 滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
6. 如图甲所示电路,电源电压恒为9V,灯泡L额定电压为6V,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S,下列分析正确的是( )
A. 无论如何移动滑片,L的电阻始终为 B. 滑片向左移动过程中,L的实际功率减小
C. 为保证电路安全,R接入的最小阻值为 D. L实际功率为0.75W时,R的阻值为
7. 如图(a),电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合S1、S2,最大范围内移动滑动变阻器滑片P,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图(b)所示;只闭合S3,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的额定功率为2.64W
C. 小灯泡工作时的最小电压为1V
D. 只闭合S1、S2与只闭合S2、S3,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
8. 如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为_______。电源电压为_______V。
9. 为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象,求:
(1)灯泡L正常发光10s消耗的电能。
(2)电源电压。
(3)滑动变阻器阻值的变化范围。
10. 如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)灯泡的额定功率;
(4)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。中小学教育资源及组卷应用平台
2026年中考物理二轮复习47个热亮点重难点专项训练(全国通用)
专项训练31 求解电学量最值及范围的难点综合计算
1. 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1.35W
B. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是15Ω~30Ω
C. 电压表的示数变化范围是2V~3V
D. 该电路的最大总功率是12W
【答案】BC
【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
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
电路的最小总电阻为
滑动变阻器的最小电阻为
R最小=R总-RL=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
此时电压表示数为
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错误。故选BC。
2.(2025·山东德州)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V
②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W
④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】①②闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量电源电压,示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,示数变化,如图乙;滑动变阻器接入电路的阻值较小时,总电阻较小,根据欧姆定律可知,电路电流较大,从图中可知为0.6A,此时变阻器两端的电压为1.5V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
滑动变阻器接入电路的阻值较大时,总电阻较大,根据欧姆定律可知,电路电流较小,从图中可知为0.3A,此时变阻器两端的电压为3V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
联立两式解得,,故①正确,②错误;
④根据欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值分别为
则滑动变阻器的调节范围2.5~10Ω,故④错误;
③定值电阻R1的最小电功率为,故③正确;
综上可知,①③正确,②④错误,则正确的有2个,故B正确,ACD错误。故选B。
3.(2025·山东滨州)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V 5W”字样,滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S1,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图象。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率。
【答案】(1)0.5A (2)12V (3)4~40Ω (4)0.5W
【解析】(1)由可得,小灯泡L正常工作时的电流为
(2)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,当滑片P移动到a点,由图乙曲线知,此时电路中最大电流为Ia=0.5 A,小灯泡L正常发光。此时电压表示数U1a=2V,则电源电压为
(3)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,滑片P移动到a点,L正常发光时,电压表的示数最小U1a=2V,电流表示数最大,为Ia=0.5A,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
滑片P移动到b点,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表的示数最大,由图乙曲线知,电压表的示数为U1b=10V,电流表示数最小,为Ib=0.25A,则滑动变阻器接入电路的最大阻值为,故滑动变阻器R1的阻值变化范围为4~40Ω。
(4)只闭合开关S和S2,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,此时滑动变阻器R1的两个下端接线柱均接入电路,相当于一个定值电阻,其接入电路的阻值为R1b=40Ω,电压表测量R1滑片P左侧部分两端的电压,由图乙直线知,滑片P从a点滑动到最右端b点的过程中,电流表示数不变,为I=0.25A,定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变。滑片P在最右端b点时,滑动变阻器的阻值R1=40Ω,其两端电压为Ub=10V,由串联电压规律可知,定值电阻R2两端的电压为
定值电阻R2的电功率为
因定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变,故滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率也为0.5W。
4. 科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为,电压表量程为“”,电流表量程为“”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡的L亮暗,绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 灯泡正常发光时电阻值为
B. 灯泡随滑片P向端移动而变暗
C. 变阻器接入的阻值范围为
D. 电路消耗的最大电功率为0.625W
【答案】BC
【解析】A.由图乙可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.25A,则灯泡正常发光时电阻值为
故A错误;
B.分析电路可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测电路电流。滑片P向端移动时,变阻器阻值变大,则总电阻变大,根据,电路中电流变小,由图乙可知,灯泡电压变小,根据,灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故B正确;
C.由图乙可知,灯泡电压为2.5V时,电流最大为0.25A,此时变阻器阻值最小为
灯泡电压为0.5V时,电流最小为0.1A,此时变阻器阻值最大为
所以变阻器接入的阻值范围为,故C正确;
D.电流最大为0.25A,则电路消耗的最大电功率为
故D错误。故选BC。
5. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片Р
从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的关系图像如图乙所示。下列说法正确的
是( )
A. 电源电压为9V
B. 小灯泡的额定功率为6W
C. 滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D. 滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
【答案】BD
【解析】A.由电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,由图像乙可知,此时小灯泡正常发光,则电源电压
故A错误;
B.由图像乙可知,当灯泡两端的电压为6V时,电流为1.0A,则小灯泡的额定功率
故B正确;
C.由电路图可知,灯泡L与R串联,当R接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像乙可知,电路中电流最小为Imin=0.5A,此时灯泡的电压为,此时华变阻器的电压
滑动变阻器的最大电阻
故C错误;
D.滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量
故D正确。故选BD。
6. 如图甲所示电路,电源电压恒为9V,灯泡L额定电压为6V,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S,下列分析正确的是( )
A. 无论如何移动滑片,L的电阻始终为 B. 滑片向左移动过程中,L的实际功率减小
C. 为保证电路安全,R接入的最小阻值为 D. L实际功率为0.75W时,R的阻值为
【答案】BCD
【解析】A.由图乙可知,通过L的电流I随其两端电压U变化关系图像不成正比,说明其电阻是变化的,故A错误;
B.分析电路可知,变阻器和灯泡串联。滑片向左移动过程中,变阻器阻值变大,则总电阻变大,根据可知电流变小,根据串联分压原理,变阻器电压变大,则灯泡电压变小,根据,L的实际功率减小,故B正确;
C.当灯泡正常发光时,电路中电流最大,R接入的阻值最小,此时灯泡电压为6V,电流为0.3A,则R接入的最小阻值为
故C正确;
D.由图乙可知,灯泡电压为3V时,电流为0.25A,则灯泡功率恰好为
此时R的阻值为
故D正确。
故选BCD。
7. 如图(a),电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V。在保证各元件安全的情况下(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),进行下列操作:只闭合S1、S2,最大范围内移动滑动变阻器滑片P,电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值的关系如图(b)所示;只闭合S3,滑片P从最右端向左滑动,直至灯泡正常发光,电流表示数与电压表示数的关系如图(c)所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为5V
B. 小灯泡的额定功率为2.64W
C. 小灯泡工作时的最小电压为1V
D. 只闭合S1、S2与只闭合S2、S3,滑动变阻器允许接入电路的最小电阻之比为5:1
【答案】BC
【解析】A.由图(a)知,只闭合S1、S2时,灯泡与滑动变阻器并联接入电路,电压表测电源电压,电流表测干路的电流。最大范围内移动变阻器的滑片,由图(b)知,变阻器接入电路的阻值为50欧时,干路的电流最小为0.56A,此时变阻器接入电路的阻值是其最大阻值。进行各操作时,须保证各元件安全(灯泡两端的电压不超过额定电压,电表均不超过量程),则电源电压等于灯泡的额定电压。只闭合S3时,灯泡与变阻器串联接入电路,滑片从最右端向左滑动,变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流为0.10A,灯泡正常发光时,电路的电流为0.44A,则灯泡的额定电流为0.44A。则有
解得电源电压U=6V
故A错误;
B.灯泡的额定功率
故B正确;
C.灯泡与变阻器串联,变阻器接入电路的阻值最大时,据串联电路的分压特点知,变阻器两端的电压最大,小灯泡两端的电压最小,此时变阻器两端的电压
小灯泡工作时的最小电压U小=U-U大=6V-5V=1V
故C正确;
D.只闭合S1、S2,电流表的量程为0~0.6A,则电路中的最大电流为0.6A,变阻器接入电路的阻值最小时,通过的最大电流I大=I总大-IL=0.6A-0.44A=0.16A
变阻器接入电路的最小阻值
只闭合S2、S3,电路中只有变阻器工作,电路中的最大电流为0.6A,变阻器接入电路的最小阻值
变阻器允许接入电路的最大电阻之比
故D错误。故选BC。
8. 如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为_______。电源电压为_______V。
【答案】 8 12
【解析】由图甲知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联在电路中,电压表测变阻器R两端的电压。电流表测电路中的电流。滑片由a端滑至中点的过程中,变阻器接入电路的阻值变小,电压表两端的电压变小。由图乙知,当滑片滑至中点时,电压表示数为4.0V,此时电路中的电流
据串联电路的特点有
当滑片置于a端时,变阻器接入电路的阻值最大,据串联电路的特点有
解以上两式得,电源电压及变阻器的最大阻值分别为
U=12V,R=8Ω
9. 为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象,求:
(1)灯泡L正常发光10s消耗的电能。
(2)电源电压。
(3)滑动变阻器阻值的变化范围。
【答案】(1)120J;(2)18V;(3)6Ω~50Ω
【解析】由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端电压,电压表V2测灯泡两端电压,电流表测电路电流。
(1)灯泡L正常发光10s消耗电能
W=Pt=12W×10s=120J
(2)当滑动变阻器向左移动时,其接入的阻值变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电路电流变小,则灯泡两端电压减小,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压增大,因此由图乙可知,当滑动变阻器阻值最大时,电路电流最小为0.3A,此时灯泡两端的电压为3V,滑动变阻器两端的电压为15V,根据串联电路电压的特点可知,电源电压为
U=15V+3V=18V
(3)由上述可知,当滑动变阻器阻值最大时,电路电流最小为0.3A,滑动变阻器两端的电压为15V,则滑动变阻器接入的最大阻值为
灯泡L正常发光时的电流为1A,所以电路中允许通过的最大电流为1A,由图乙可知,此时滑动变阻器两端的电压为6V,则滑动变阻器允许接入的最小阻值为
因此滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω~50Ω。
10. 如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)灯泡的额定功率;
(4)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
【答案】(1)12Ω (2)8V (3) 3W(4)6~11V
【解析】(1)小灯泡L正常发光时的电阻
(2)由电路图可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,由图像可知,当灯泡两端的电压是6V时,通过灯泡的电流是0.5A,灯泡的额定电流是0.5A,此时灯泡正常发光,所以灯泡的电压是6V,电源电压U=UL+UR=6V+2V=8V
(3)PL额= UL额 IL额=6V×0.5A=3W
(4)当电路中的电流最大是0.5A,变阻器连入电路的电阻为零,电源电压最小,最小电源电压Umin=UL=6V
当电路中的最小电流是0.2A,变阻器连入电路的电阻为最大值50Ω,变阻器两端的电压
UR1=IminR大=0.2A×50Ω=10V<15V
此时电源电压最大,最大电源电压
Umax=UL1+UR1=1V+10V=11V
电源电压的取值范围是6~11V。