專題44 求解最值及范圍類中考問題【無答案】

專題44求解最值及范圍類問題1.滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值范圍問題這類問題考查串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式、電功率公式的靈活應(yīng)用，正確的判斷滑動(dòng)變阻器消耗的最大電功率是關(guān)鍵。同時(shí)要正確分析在什么情況下，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，在什么情況下，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，是需要集中精力來研究的。2.電源電壓調(diào)節(jié)范圍的問題這類問題涉及滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，滿足電壓表或者電流表的要求，有的需要滿足用電器的要求。來討論電源電壓調(diào)節(jié)的范圍。解決問題是離不開歐姆定律的，所以要靈活使用歐姆定律及其變形是關(guān)鍵。3.電路總電功率最大、最小問題這類問題主要考查學(xué)生對電功率計(jì)算公式、歐姆定律計(jì)算公式、串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)的理解和掌握，知道電路總電阻最大時(shí)，消耗總功率最小是解決此題的關(guān)鍵。4.電路消耗的最大電能問題當(dāng)電路中電流最大是，消耗的電能最大，用W大=UI大t求解；當(dāng)電路中電流最大是，消耗的電能最大，用W小=UI小t求解；所以解決這個(gè)類問題，關(guān)鍵還是在電路電流的問題，進(jìn)一步來講，要熟練應(yīng)用歐姆定律，最后通過討論電阻的大小，或者說滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)來落實(shí)問題的解決。5.其他最值問題【例題1】（2020齊齊哈爾）如圖所示，電源電壓為4.5V保持不變，電壓表量程選擇“0～3V”，電流表量程選擇“0～0.6A”，滑動(dòng)變阻器R規(guī)格為“20Ω1A”，小燈泡L上標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣（忽略燈絲電阻的變化）。閉合開關(guān)S，若兩電表示數(shù)均不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓，下列說法中正確的是（）A．小燈泡燈絲電阻為5Ω B．電路中的最大電流為0.5A C．滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為4～20Ω D．電路的最大功率為2.25W【對點(diǎn)練習(xí)】（2019黑龍江大慶）如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡上標(biāo)有4v“字樣，電流表的量程為0～0.6A圖乙是小燈泡的電流隨其電壓變化的圖象?；瑒?dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω，定值電阻R2的阻值為10Ω．當(dāng)閉合S和S2，斷開S1，滑片移到中點(diǎn)時(shí)，小燈泡L恰好正常發(fā)光則下列說法正確的是（）A．電源電壓為5V B．閉合s和S2，斷開S1，滑片移到中點(diǎn)時(shí)，用一個(gè)“4V0.5W“的燈泡L′替換L，則將正常發(fā)光 C．閉合S和S2，斷開S1，當(dāng)小燈泡的功率為0.8w時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值是17.5Ω D．閉合S和S1，斷開S2，為保證電路安全，電阻R2的最大功率為8.1W【例題2】（2019四川達(dá)州）如圖所示，電源電壓保持不變，燈泡L標(biāo)有“10V5W”字樣（不考慮溫度對燈絲電阻的影響），當(dāng)S、S1都閉合且滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí)，電流表A的示數(shù)為1A，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為Ω．當(dāng)S閉合、S1斷開且滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí)，電壓表的示數(shù)為V，燈泡L的實(shí)際功率為W?！緦c(diǎn)練習(xí)】如圖，燈泡L上標(biāo)有“6V3W“字樣，電源電壓6V且保持不變，定值電阻R=80Ω（不計(jì)燈絲電阻的變化）。只閉合S1和S3，電阻R在100s產(chǎn)生的熱量是J，電路在工作狀態(tài)下，整個(gè)電路消耗的最小功率是W?！纠}3】（2020山東聊城）如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S1、S2，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，燈泡正常發(fā)光，電壓表V的示數(shù)為6V，電流表A2的示數(shù)為0.4A。只閉合開關(guān)S1。將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到b端時(shí)，電流表A1的示數(shù)為0.2A，燈泡的實(shí)際功率為0.4W（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）。求：(1)電阻R1的阻值；(2)燈泡L的額定功率；(3)滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值?！緦c(diǎn)練習(xí)】如圖所示的電路，電源電壓U=4.5V且保持不變，R1=5Ω，R2標(biāo)有“50Ω0.5A”字樣的滑動(dòng)變阻器，電流表的量程為0﹣0.6A，電壓表的量程為0～3V，則：（1）在接入電路之前，滑動(dòng)變阻器R2兩端允許加載的最大電壓是多少？（2）電路的最大總功率為多少？（3）為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值的變化范圍是怎樣的？一、選擇題1.（2020湖北武漢）如圖甲所示電路中，電源電壓保持不變，燈泡L的I-U圖象如圖乙所示。當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端時(shí)，電壓表的示數(shù)是2V，電流表的示數(shù)是I1；當(dāng)只閉合開關(guān)S1、S3，滑片P在最左端時(shí)，電流表的示數(shù)是I2；當(dāng)只閉合開關(guān)S2、S3，滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)是3V，電流表的示數(shù)是I3。已知I1:I2=2:9，I2:I3=3:1。當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，通過開關(guān)通斷，可使電路消耗的功率最大，該最大值是（）A.7.2W B.8.1w C.9.0W D.9.9W2．（2020蘇州）在如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從最左端滑到最右端，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的完整圖線如圖乙所示。則下列說法正確的是（）A．電壓表V1對應(yīng)的是圖線② B．電壓滿足Uc＝Ua+Ua’ C．R2的最大阻值小于R1的阻值 D．電路的最大總功率為2UbIb3.（2020貴州黔東南）如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，電源電壓保持3V不變，閉合開關(guān)S后，滑片P從a端移動(dòng)到b端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示，下列說法不正確的是()A.定值電阻R1的阻值是5ΩB.滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0~10ΩC.當(dāng)滑片P移到b端時(shí)，電路消耗的總功率為1.8WD.若滑動(dòng)變阻器R2出現(xiàn)接觸不良時(shí)，電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)為3V4．（2020甘肅天水）如圖甲所示，電源電壓12V保持不變，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑片P從最右端向最左端滑動(dòng)的過程中，小燈泡的I﹣U關(guān)系圖象如圖乙所示，最后小燈泡正常發(fā)光。下列說法中正確的是（）A．小燈泡的額定電壓為3V B．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為9Ω C．該電路總功率變化范圍為3W～24W D．小燈泡正常發(fā)光1min，電流所做的功為24J5．（2020湖南衡陽）如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，滑動(dòng)變阻器R2規(guī)格為“50Ω0.5A”?；琍在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，電壓表示數(shù)為5V．下列說法中正確的有（）A．定值電阻R1為5Ω B．如果出現(xiàn)電壓表示數(shù)為6V，可能是R1斷路 C．滑動(dòng)變阻器阻值可調(diào)節(jié)范圍為7Ω～50Ω D．R2的功率占電路總功率的比值最小時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A6.（2019山東威海）如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的監(jiān)測河水流速變化的裝置原理圖。機(jī)翼狀的探頭始終浸沒在水中，通過連桿帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P上下移動(dòng)，電源電壓保持4.5V不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，定值電阻R1阻值為5Ω，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“15Ω，1A”。閉合開關(guān)S，隨著水流速度的改變，下列說法正確的是（）A．當(dāng)水流速度增大時(shí)，電壓表的示數(shù)變大 B．當(dāng)水流速度減小時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大 C．滑動(dòng)變阻器允許接入電路的取值范圍為2.5Ω～10Ω D．電路消耗總電功率的變化范圍為1.35W～4.05W7．（2019山東泰安）如圖所示，電路中電源電壓保持不變，小燈泡標(biāo)有“3V1.5W字樣，不考慮燈泡電阻隨溫度的變化，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為24Ω，電流表量程為0﹣0.6A，電壓表量程為0﹣3V．當(dāng)開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻為3Ω時(shí)小燈泡正常發(fā)光。為了保證電路安全，小燈泡電壓不超過額定電壓，兩電表的示數(shù)均不超過所選量程。在滑片P滑動(dòng)過程中，下列說法（）①電源電壓為4.5V②變阻器接入電路的阻值范圍是3Ω﹣12Ω③小燈泡的最小功率為0.135W④電路的最大功率2.25WA．只有①②正確 B．只有③④正確 C．只有①②④正確 D．①②③④都正確8.如圖所示，定值電阻R0=10Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω，燈泡L上標(biāo)有“3V0.6W”的字樣，忽略燈絲電阻的變化。只閉合開關(guān)S、S1，并把R的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為0.1A，下列說法正確的是（）A．電源電壓為3VB．此電路的最小功率為0.3WC．此電路的最大功率為1.5WD．通過燈泡L的最大電流為0.2A9．如圖所示，電源電壓恒為3V，燈泡L標(biāo)有“3V1.5W”字樣（不計(jì)溫度對燈絲電阻的影響），滑動(dòng)變阻器R最大阻值為30Ω，電壓表量程“0﹣3V”，電流表量程為“0﹣0.6A”。在電路安全的情況下，下列判斷正確的是（）A．燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為10ΩB．只閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的取值范圍只能是0﹣10ΩC．只閉合開關(guān)S，該電路的最大功率是2.5WD．將滑片P移到R的最左端，閉合開關(guān)S、S1，電流表示數(shù)為0.6A二、填空題10.如圖所示的電路，電源電壓恒為9V，電壓表量程為0～6V，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為30Ω1A”，燈泡L標(biāo)有“6V3W“字樣。閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)時(shí)，要求兩電表示數(shù)均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不超過額定值，不考慮燈絲電阻變化，在全部滿足以上條件的情況下，電流表的量程應(yīng)選最恰當(dāng)（選填“0～0.6A”或“0﹣3A“），滑動(dòng)變阻器接人電路中的最小阻值應(yīng)為Ω；電路中電流的最小值應(yīng)為A。三、綜合計(jì)算題11．如圖所示，燈泡L上標(biāo)有“6V2.4W”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0﹣15V．滑動(dòng)變阻器的最大電阻為160Ω．只閉合S1，滑片置于某點(diǎn)a時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻Ra=40Ω，電壓表示數(shù)Ua=12V，電流表示數(shù)為Ia；只閉合S2，滑片置于某點(diǎn)b時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為Rb，電流表示數(shù)為Ib．已知Ia：Ib=3：4，Rb：R0=3：2（燈絲電阻不隨溫度變化），滑片移動(dòng)過程中，燈泡電壓不超過額定值，電表示數(shù)不超過量程。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）定值電阻R0和電源電壓U；（3）只閉合S1時(shí)，電路消耗的最小功率。12.如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。小燈泡L標(biāo)有“6Vl.8W”字樣，R0為10Ω的定值電阻，滑動(dòng)變阻器R銘牌上標(biāo)有“Ω1A”字樣（電阻值已模糊不清），電壓表使用的量程為0～3V，電流表使用的量程為0～0.6A．當(dāng)所有開關(guān)都閉合時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，在不損壞各電路元件的情況下，滑動(dòng)變阻器最小與最大功率之比為1：4．請求：（1）小燈泡L的電阻為Ω；電源電壓為V。（2）滑動(dòng)變阻器R的最大阻值。（3）只閉合S3時(shí)，在不損壞各電路元件的情況下，1min內(nèi)電路消耗的最大電能。13.如圖所示電路，電源電壓18V恒定不變，小燈泡工標(biāo)有“12V”的字樣，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“200Ω1A”，電流表量程“0～0.6A”電壓表量程“0～15V”調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片至某一位置時(shí)再閉合開關(guān)，小燈泡L恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流2s內(nèi)對小燈泡L做功12J，不考慮溫度對電阻的影響。求：（1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流；（2）滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值在什么范圍時(shí)才能保證電路的安全；（3）小燈泡L兩端電壓為何值時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？14.實(shí)驗(yàn)室里有兩只額定電壓分別為4V和6V的小燈泡L1和L2，將它們連接到圖1所示的電源電壓可調(diào)的電路中，其中通過L2的電流與電壓的關(guān)系如圖2所示．閉合開關(guān)S1、S2，斷開S3，滑片P置于最左端時(shí)，一只小燈泡正常發(fā)光，電路消耗的功率為5.2W；只閉合S3，滑片P置于最右端時(shí)，也有一只小燈泡正常發(fā)光，且L2的電阻與變阻器連入電路中的電阻之比為：R2：R=1：4．求：（1）L2正常工作時(shí)的電阻．（2）L1正常工作時(shí)的電流．（3）在一只小燈泡正常發(fā)光條件下，電源電壓的調(diào)節(jié)范圍．注意：下面4道題屬于電學(xué)外的最值及其范圍問題，可以作為拓展，開闊視野聯(lián)系。15．在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u（厘米）像距v（厘米）像高h(yuǎn)（厘米）像的大小物像之間距離L（厘米）1489.60.6縮小的像57.622811.21.239.231614.42.432.441320.84.8放大的像33.8512246.036.2610401250①分析實(shí)驗(yàn)序號1、2、3或4、5、6像距v和像高h(yuǎn)隨物距u的變化關(guān)系，可得出初步結(jié)論：。②分析比較實(shí)驗(yàn)序號1﹣6中物像距離L隨物距u的變化，可得出初步結(jié)論：。③如果物像距離L=35厘米，則像高h(yuǎn)的范圍為。16.如圖杠桿（自重和摩擦不計(jì)），O是支點(diǎn)，A處掛一重為50N的物體，為保證杠桿在水平位置平衡，在中點(diǎn)B處沿（選填“F1”、“F2”或“F3”）方向施加的力最小，為N。17.如圖5×10－3米3的液體乙。（ρ乙＝0.8×103km/m3）求：①液體乙的質(zhì)量m乙。②水平面對容器B的支持