中考物理試題分類匯編電學(xué)壓軸題之最值問(wèn)題

13⑴小燈泡的電阻Rl=U2/P=(6V)2/3W=12QL額額要使燈泡L消耗的功率最小，根據(jù)P=I2R，應(yīng)使電路中電流最小.若滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大，此時(shí)電路中的電流I1=U/(RL+R0)=12V/(12Q+50Q)=0.19A,0.19Av0.6A/3,不能將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大.為使測(cè)量準(zhǔn)確，電路中電流最小值應(yīng)為0.6A/3=0.2A，且因電壓表量程大于電源電壓，電壓表是安全的。燈泡L消耗的最小功率P=I2Rl=(0.2A)2x12Q=0.48W最小最小L(2)當(dāng)電流最小時(shí)，滑動(dòng)變阻器可接入電路阻值最大.此時(shí)燈泡分得的電壓UL=IxRl=0.2Ax12Q=2.4VL最小LR0=U0/I=(u—Ul)/I=(12V—2.4V)/0.2A=48Q0最大0最小L最小燈泡的額定電流I嚴(yán)P亠/U亠=3W/6V=0.5A額額額若最大電流為0.6A,超過(guò)燈泡的額定電流，故最大電流不能為0.6A,I=I亠=0.5A最大額此時(shí)燈泡的電壓等于額定電壓6V,電壓表示數(shù)為12V—6V=6V,6V>15V/3，滿足題目要求.R0最小叫〃】最大=6V/(°.5A)=12Q綜上所述滑動(dòng)變阻器R0的阻值變化范圍為120?480。評(píng)析：1、在一些情況下，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變化范圍并不是由0至其最大阻值，而是受到用電器額定電流、電表所選量程等多種因素的影響．為了保護(hù)電路安全，我們必須對(duì)它連人電路的最大阻值與最小阻值進(jìn)行限制。2、解類似題的關(guān)鍵根據(jù)用電器的“電流”確定滑動(dòng)變阻器的阻值范圍．當(dāng)用電器串聯(lián)時(shí)，且它們?cè)试S通過(guò)的最大電流(一般是指額定電流)不同，為了保證電路安全及各用電器不被損壞，應(yīng)選擇較小的“最大電流”作為電路中允許通過(guò)的最大電流，此時(shí)計(jì)算對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值即為它連入電路中的最小阻值．另外，若是電路中存在電流表或電壓表，還要考慮電表的安全，需要結(jié)合電表所選的量程來(lái)確定滑動(dòng)變阻器接人電路中的阻值范圍．10、(2013南充)如圖12所示，電源電壓恒定，R]=10Q,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為20Q,當(dāng)S「S2均斷開(kāi)，滑片P置于最下端B點(diǎn)時(shí)。電流表的示數(shù)為0.6A，求：電源電壓；當(dāng)S2均斷開(kāi)，滑片P置于最上端A點(diǎn)時(shí)，在5min內(nèi)通過(guò)R2的電流所產(chǎn)生的熱量；當(dāng)S「S2均閉合，滑片P在A、B兩端點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中(不包括A、B點(diǎn))，該電路所消耗的最小功率。(1)當(dāng)S］、S2均斷開(kāi)，滑片P置于最下端B點(diǎn)時(shí)，只有R］工作U=I］Ri=0.6Axl0Q=6V當(dāng)S］、S2均斷開(kāi)，滑片P置于最上端A點(diǎn)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，且R2阻值最大。I=-=6=02A)Q=l2R2t=(0.2)2x20x5x60J=240JR1+R210+202當(dāng)S］、S2均閉合，滑片P在A、B兩端點(diǎn)移動(dòng)(不包括A、B點(diǎn))R.被短路，此時(shí)電路是R和R兩電阻組成的并聯(lián)電路1上下要電路所消耗的最小功率最小，必須總電阻最大R=RR/(R+R)且R+R=R2=20Q總上下上下上下2由數(shù)學(xué)知識(shí)配方法求最值可知R=R=10。時(shí)總電阻最大上下R=50,P=U2/R=(6V)2/5Q=7.2W最大最小最大11、(2013達(dá)州)如圖所示，電源電壓保持12V不變，L是標(biāo)有“12V6W”的小燈泡，其電阻不隨溫度變化，R=20Q.當(dāng)S、SJ閉合、S2斷開(kāi)，且P位于滑動(dòng)變阻器R0的中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.4A.求滑動(dòng)變阻器R0的最大阻值.當(dāng)S、S2都閉合，且P位于a端時(shí)，求電流表的示數(shù).要使電路中的總功率最小，請(qǐng)指出開(kāi)關(guān)S、S「S2的開(kāi)閉情況和滑片P的位置，并求出此時(shí)的最小功率.——Ir(1)當(dāng)S、S］閉合、S2斷開(kāi)，且P位于R0的中點(diǎn)，L和R0串聯(lián)小燈泡的電阻Rl=U2/P=(12V)2/6W=24Q根據(jù)歐姆定律可計(jì)算出此時(shí)的總電阻R=U/I1=12V/0.4A=30。總1設(shè)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R0，此時(shí)其接入電路的阻值為R0/2R0/2=R—Rl=30Q—24Q=6Q,R0=12Q0總L0(2)當(dāng)S、S］、S2都閉合，且P位于a端時(shí)，L和R并聯(lián)并聯(lián)的總電阻R/=RlR/(Rl+Rl)=240x200/(24Q+20Q)=120/110總LLL電流表測(cè)的是電路的總電流，由歐姆定律可得：I2=U/R/=12V/(120/110)=1.1A2總(4)要使電路中的總功率最小，根據(jù)P=U2/R，應(yīng)使電路總電阻最大。這時(shí)R與L只能選擇一個(gè)阻值較大的(因?yàn)椴⒙?lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都要小)，且滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大，即當(dāng)S、S］閉合，S2斷開(kāi)，P位于b時(shí)，總功率最小I=U/(RL+R0)=12