2022年中考物理试题电学压轴题之最值问题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载20XX年中考物理试题电学压轴题之最值问题1、（ 2022 河北）如图17 所示, L 上标有“6 V 3 W” 字样,电流表量程为LS1 RPV00.6 A,电压表量程为015 V ,变阻器 R 的最大电阻为100 ；只闭合 S1,R0 S2 滑片置于 a 点时,变阻器连入电路中的电阻为Ra ,电流表示数为I a；只闭合 S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图18 所示 ；A当滑片置于 b 点时,电压表示数 Ub = 8 V,电流表示数为 Ib；已知 RaR0 = 12图 17 5,IaIb = 35；（灯

2、丝电阻不随温度变化）求：（1）小灯泡 的电阻；Umax UR/V （2）定值电阻R0 和电源电压；（3）在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情形下,只闭合S1 时,变阻器连入电路的最小电Ub 阻为多少；只闭合S2 时,电路消耗的最小功率为多少；R/（1）由于IUPUI,就小灯泡的电阻：R LU额26 V21216 Rmax 图 18 RP 额3 WRb =16 ,（2）只闭合 S2,R 与 R0 串联,滑片 P 置于 b 点时,U b = 8 V,由图可知电阻就电流IbUb8 V0.5 AR b16电源电压： U = I b Rb+ R0 = 0.5 A 16 + R0 只闭合

3、 S1,R 与 L 串联,当滑片P 置于 a 点,由于 Ia Ib = 35,就 I a = 0.3 A电源电压： U = I a Ra+ RL = 0.3 ARa+ 12 已知 RaR0 = 125,再由式,可得: R0 = 20 ,U = 18 V （3）只闭合 S1,电流表的量程大于灯的额定电流,就电路中最大电流等于灯的额定电流 0.5A；IUR L18 V0.5 A R最小= 24 R 最小R 最小12得变阻器接入电路的最小电阻只闭合 S2,变阻器两端电压为15 V 时,连入电路中的电阻最大名师归纳总结 由于R 0UUU最大,就变阻器接入电路的最大电阻R最大= 100 第 1 页,共

4、9 页R 最大最大P 最小R 0U22018 V22.7 W电路消耗的最小功率：R 最大100- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2、（ 2022 重庆 B 卷）生活中大多数电热器都有多个档位,学习了电功率学问后,小锐同学利用电压为 6V 的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图 15 所示 的电路来探究电热器多档位的问题；已知 R1=10 , R2=30 ,请运算 : （ 1）S1、S2 断开, S3 闭合时,电路中的电流是多少 . （ 2） S1断开, S2、S3 闭合时,通电 5min 电路消耗的 电能是多少 . （ 3）该电路

5、的最大功率和最小功率之比是多少 . 1）当只闭合 S3 时, R1 和 R2 串联在电路中R串R1+R210 +30 40I U6 V0 . 15 AR 串 40（2）当只断开 S1 时,只有 R2 接入电路中2 2WU t 6 V 300 s 360 JR 2 30（3）当 R1 和 R2 并联在电路中时,电路的总功率最大R 并R 1R 2103030R 1R 210304PmaxU2R 并当 R1 和 R2 串联在电路中时,电路的总功率最小P minU26V ,滑动变阻器R1R 串P maxU2R 串40416P minR并U23033、（ 2022 玉林）如图15 所示,电源电压为标有

6、“ 10 2A” 的字样,当滑动变阻器滑片P 在最右端时,闭合开关 S,电流表 A1 的 0.5A ；求：（1）R2 的阻值；（2）此时电流表 A 的示数；（3）如在电路安全工作的前提下,移动滑动变阻器滑片P,电路消耗的总功率范畴；解：（1电流表A1测 R2 的电流, R1与 R2 并联, R2=U/I 2=6V/0.5A=12 2滑片 P 在最右端时,通过滑动变阻器的电流 电流表A 的示数 I=I 1+I 2=0.6A+0.5A=1.1A I 1=U/R1=6V/10 =0.6A名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学

7、习必备 欢迎下载3要电路安全工作, 通过滑动变阻器的电流不能超过 2A,这时既不损坏滑动变阻 器也不会损坏电流表；故 I 最大=0.5A+2A=2.5A ,P 最大=UI 最大=6V 2.5A=15W；当滑片滑到最右端时,总电阻最大,总电流最小；I最小=I 2+U/R1=0.5A+6V/10 =1.1A , 12V 6W”P最小=UI最小=6V1.1A=6.6W 电路消耗的总功率范畴为6.6W 到 15W4、（2022 泰安）如下列图,电源电压恒定不变, 电阻 R1 的阻值为 5,小灯泡上标有 “字样,闭合开关SS2 S1 （1）当开关 S1、S2 都闭合,滑动变阻器的滑片P 移到最右端时,电

8、流表的读数为1.7A ,小灯泡恰能正常发光,求滑动变阻器的最大阻值；R1 R（2）当开关 S1、S2 都断开,滑动变阻器的滑片P 在最右端, 求电流表R2 R的读数和滑动变阻器消耗的电功率；解：（1）小灯泡正常发光的电流S SI1P 10.5AU当开关 S1、S2 都闭合,滑动变阻器的滑片电流：I2II11.2AP 移到最右端时 ,L 和 R2 并联 ,滑动变阻器中的因灯泡恰能正常发光,即电源电压U=U L 额=12V, 滑动变阻器的最大阻值R 2U10I22当开关 S1、 S2 都断开时,且RR 1R 215电流表的读数I2U0 .8 AR此时滑动变阻器消耗的电功率P 2I22R 26 .

9、4 WP 在最右端, R1 和 R2 串联,接入电路中的总电阻5、（ 2022 鄂州）“ 赛龙舟” 是端午节里的传统节目；小安同学自制了一个卡通龙舟, 她想用亮度可调剂的红、绿灯做它的眼睛； 她选用规格为 “ 12V6W” 的红灯和 “12V 12W”的绿灯及 “24 2A” 的滑动变阻器等元件设计了如图电路；当闭合开关 S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片 P 移至 b 端时,两灯都正常发光 电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化 ；求：（1）两灯都正常发光时电流表的示数为多少 . （2）该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少 . 解： 1由 P=UI 可运算两灯的额定电流名师归纳总结 - -

10、- - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - I红=P红/U红=6W/12V=0.5A 学习必备欢迎下载I绿=P绿/U 绿=12W/12V=1A 当闭合开关 S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片 P 移至 b 端时,红灯和绿灯并联且正常发光I= I 红+I 绿=1.5A ,电源电压 U=U 额=12V 2由 P=U 2/R R 最小时功率最大两灯泡并联且滑片 P 在 b 端时电路的总电阻最小,此时两灯正常发光Pmax= P红+P绿=12W+6W=18W R 最大时功率最小电阻较大的灯泡与滑动变阻器全值串联电阻最大,由 R红=U 红2/P 红=122V2

11、/6W=24R= U2/P 知红灯电阻较大当闭合开关 S、 S1、S2,且滑动变阻器的滑片 P 移至 b 端时当闭合开关 S、 S1、S2,且滑动变阻器的滑片 P 移至 b 端时Rmax=R 红+R 1=48 Pmin=U 2/Rmax=12 2V 2/48 =3W 6、（ 2022 长沙）小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型,如下列图,在一般情形下,只需灯光照明,温度较低时,就需要加热；电源电压为 72V ,R1 为定值电阻, R2 为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“200 3A” 的字样,电流表 A 1的量程为 00.6A,电流表A 2 的量程为 03A ,灯泡上标有“12V 3W”

12、的字样；（1）灯泡正常工作时的电流是多大？（2）闭合 S,断开 S1、S2,灯泡正常工作,求 R1 的阻值；（3）S、S1、S2 均闭合时,求 R2 上消耗电功率的最小值和最大值；（1）I L = P L= 3W = 0.25AU L 12V（2）闭合 S,断开 S1、S2,此时 R1与 L 串联由灯泡正常工作和串联电路中电流到处相等知依据欧姆定律得R1=U-U 1/I=72V-12V/0.25A=240 （3）S、S1、S2 均闭合时, R1 与 R2 并联当滑动变阻器 R2 的阻值最大时, R2 上消耗电功率的最小2UP min =R 2max272V= = 25.92W200 WU 72

13、VI 1 = = = 0.3AR 1 240 WUL=12V,I=IL=0.25A 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载因电流表 A 2 答应通过的最大电流为I2max=3A-0.3A=2.7A, 且 2.7A3A 3A ,就答应通过滑动变阻器的最大电流Pmax=UI2max=72V 2.7A=194.4W 评析：此题滑动变阻器的最大电流受电流表A2 量程的制约；7、（2022 宜宾） 如下列图, 电源电压恒定不变,R2 的阻值为 8. ,小灯泡 L 上标有 “ 6V 3W ”字样,小灯泡电阻不随温度

14、转变；如闭合 S1、 S2,断开 S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表 V 的示数为 3V ,那么：（1）小灯泡 L 的电阻为多大？（2）电压电压为多少？（3）R1 电阻为多大？（4）如闭合 S1、S3,断开 S2,并移动滑动变阻器 R 的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大；这个最大的功率等于多少？R1L S3R2V S2RS1答案：（ 1）R LUL26 V212P L3 W（ 2）闭合 S1、S2,断开 S3,灯 L 和 R1 串联,此时灯正常发光电源电压UULU16 V3 V9 V（ 3）灯 L 和 R1 串联,灯正常发光IILP L3 W0 .5AL额,I L额U

15、L6 VR 1U13 V6I10 . 5A（ 4）闭合 S1、S3,断开 S2,灯 L、R2 和滑动变阻器R 串联P 总R LU2RR 2当 R=0 时,总电阻最小,总功率最大,但要考虑此时的最大电流是否超过当 R=0 时,电路的总电流I/=U/R L+R2=9V/12 . +8. =0.45A,0.45AI R=0 时,电路的总功率最大,是成立的；名师归纳总结 P 总U2R 2129 V2.4 05 W第 5 页,共 9 页R L8- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载8、（ 2022 襄阳）如下列图的电路中,灯泡 L 上标有 “12V

16、 9 W” 字样,滑动变阻器的最大阻值为R1,电源电压保持不变；当开关S1、S2、S3都闭合时, 灯泡 L 正常发光, 两电流表指针位置相同；当开关 S1、S2断开, S3 闭合时,转变滑片 P 的位置,使滑动变阻 器连入电路的阻值分别为 R1 和 R1/4,在这两种情形下,滑动变 阻器消耗的功率相等； （灯泡电阻不随温度的变化而转变）求：（1）电源电压；（2）R2 的阻值；（3）电路在何种状态下消耗的功率最小,最小功率是多少？（1）当开关 S1、S2、S3 都闭合时,此时 L 和 R2 并联,且灯泡 L 正常发光U=U额=12V 2当开关 S1、S2、S3 都闭合时,此时L 和 R2 并联,

17、两电流表指针位置相同灯泡电阻 RL=U 额2/P 额=12V2/9W=16两电流表指针位置相同 ,说明总电流是通过R2 电流的 5 倍,即 I=5I 2,IL=4I2依据欧姆定律可得 R2=4RL=4 16 =643当开关 S1、S2断开, S3闭合时 ,R1与 L 串联 . 当滑动变阻器接入电路的阻值为 R1时,其消耗的功率为 P1：P1=I12R1=U 2R1/R1+RL 当滑动变阻器接入电路的阻值为 R1/4 时,其消耗的功率为 P2：P2=I 22R1/4=U 2R1/4R 1/4+RL 带入数据并联立上面两方程解得 R1=32要使电路中的总功率最小,依据P=U2/R,应使电路总电阻最

18、大；这时 R2 与 L 只能挑选一个阻值较大的（由于并联电路的总电阻比任何一个分电 阻都要小）,且与滑动变阻器串联并把滑动变阻器的阻值调到最大,即闭合 S2,断开 S1、S3,R1 与 R2 串联,且 R1 的阻值取最大值时,总功率最小；P最小=U2/（R1+R2）=（12V2/（32 +64）=1.5W 9、（ 2022荆州）小华同学用如下列图的电路进行试验,已知电源电压U=12V ,灯泡 L 标有 “6V、3W” 字样（不计灯丝电阻随温度的变化）,滑动变阻器R0 标有 “50、1A” 字样,电流表量程为0.6A,电压表量程为 15V ；在试验中,为了确保测量精确,要求电表所测值不小于其 量

19、程的 1/3；要使测量精确并确保电路安全,求：（1）灯泡 L 消耗的最小功率；名师归纳总结 （2）滑动变阻器R0的阻值变化范畴；第 6 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1小灯泡的电阻 RL=U额2/P额=6V2/3W=12要使灯泡 L 消耗的功率最小,依据P=I2R,应使电路中电流最小 . 如 滑 动 变 阻 器 的 阻 值 调 到 最 大 , 此 时 电 路 中 的 电 流 I 1=U/R L+R0 =12V/12 +50 =0.19A,0.19A15V/3,满意R0最小=U0/I最大=6V/0.5 A=12 综上所

20、述滑动变阻器 R0的阻值变化范畴为 12 48；评析： 1、在一些情形下, 滑动变阻器接入电路中的阻值变化范畴并不是由 0 至其最大阻值,而是受到用电器额定电流、电表所选量程等多种因素的影响为了爱护电路安全,我们必需对它连人电路的最大阻值与最小阻值进行限制；2、解类似题的关键依据用电器的“ 电流” 确定滑动变阻器的阻值范畴当用电器串联时,且它们答应通过的最大电流（一般是指额定电流）不同,为了保证电路安全及各用电器不被损坏, 应挑选较小的“ 最大电流” 作为电路中答应通过的最大电流,此时运算对应的滑动变阻器接入电路中的阻值即为它连入电路中的最小阻值 另外,如是电路中存在电流表或电压表, 仍要考虑

21、电表的安全,需要结合电表所选的量程来确定滑动变阻器接人电路中的阻值范畴10、（2022 南充）如图 l2 所示,电源电压恒定,R1=10 ,滑动变阻器 R2的最大阻值为 20 ,当 S1、S2 均断开,滑片 P 置于最下端 B 点时；电流表的示数为 0.6A ,求：（1）电源电压 ; （2）当 S1、S2 均断开,滑片 P 置于最上端 A 点时,在 5min 内通过 R2的电流所产生的热量 ; （3）当 S1、S2 均闭合,滑片 P 在 A、B 两端点移动过程中（不包括 A、B 点）,该电路所消耗的最小功率；解：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - -

22、 - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（1）当 S1、S2 均断开,滑片 P 置于最下端 B 点时 ,只有 R1 工作U=I1R1=0.6A10=6V （2）当 S1、S2 均断开,滑片 P 置于最上端 A 点时, R1与 R2 串联,且 R2 阻值最大；I U 6 .0（A Q=I 2R2t=（0.2）220560J=240J R 1 R 2 10 20（3）当 S1、S2 均闭合,滑片 P 在 A、B 两端点移动（不包括 A、B 点）R1 被短路,此时电路是R上和 R 下两电阻组成的并联电路要电路所消耗的最小功率最小,必需总电阻最大 R总=R 上 R 下/（R 上+R 下） 且

23、R 上+R 下=R2=20由数学学问配方法求最值可知R 上=R 下=10 时总电阻最大R最大=5,P 最小=U2/R最大=6V2/5 =7.2W11、（2022 达州）如下列图,电源电压保持12V 不变, L 是标有“12V 6W” 的小灯泡,其电阻不随温度变化,R=20 . R0 的中点时,电流表示数为0. 4A.求滑（1）当 S、S1 闭合、 S2 断开,且 P 位于滑动变阻器动变阻器 R0 的最大阻值 . （2）当 S、S1、 S2 都闭合,且 P 位于 a 端时,求电流表的示数 . （3）要使电路中的总功率最小,请指出开关 S、S1、S2 的开闭情形和滑片 P 的位置,并求出此时的最小

24、功率 . （1）当 S、S1 闭合、 S2 断开,且 P 位于 R0 的中点, L 和 R0 串联小灯泡的电阻 RL=U2/P=12V2/6W=24依据欧姆定律可运算出此时的总电阻R 总=U/I 1=12V/0.4A=30 名师归纳总结 设滑动变阻器的最大阻值为R0,此时其接入电路的阻值为R0/2 第 8 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载R0/2=R总RL=3024 =6,R0=12（2）当 S、S1、S2 都闭合,且 P 位于 a 端时, L 和 R 并联 并联的总电阻 R 总/=RLR/（RL+RL）=24 20

25、/（24 +20）=120/11 电流表测的是电路的总电流,由欧姆定律可得：I2=U/R总/=12V/120/11 =1.1A4要使电路中的总功率最小,依据P=U2/R,应使电路总电阻最大；这时 R 与 L 只能挑选一个阻值较大的（由于并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小）,且滑动变阻器阻值调到最大,即 时,总功率最小当 S、S1 闭合, S2 断开, P 位于 bI最小=U/RL+R0 =12V/24+12 =1/3AP最小=UI 最小=12V 1/3A=4W 评析：求整个电路的最大或最小功率问题,关键是找到整个电路的最小或最大电阻（本文中多数是这一题型） ；而求某肯定值电阻的最大或最小功率问题,关键是找到定值电阻的最大或最小电流（如第 活运用电学公式进行分析和运算；9 题第 1 问）；当然仍是要详细问题灵名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页