2020年基于核心素养的中考物理特色系列专题
专题11 最值及其范围的问题
一、专题论述
1.滑动变阻器接人电路的阻值范围问题
这类问题考查串并联电路的特点和欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活应用，正确的判断滑动变阻器消耗的最大电功率是关键。同时要正确分析在什么情况下，滑动变阻器接入电路的电阻最小，在什么情况下，滑动变阻器接入电路的电阻最大，是需要集中精力来研究的。
2.电源电压调节范围的问题
这类问题涉及滑动变阻器滑片的移动，满足电压表或者电流表的要求，有的需要满足用电器的要求。来讨论电源电压调节的范围。解决问题是离不开欧姆定律的，所以要灵活使用欧姆定律及其变形是关键。
3.电路总电功率最小问题
这类问题主要考查学生对电功率计算公式、欧姆定律计算公式、串联电路分压特点的理解和掌握，知道电路总电阻最大时，消耗总功率最小是解决此题的关键。
4.电路消耗的最大电能问题
当电路中电流最大是，消耗的电能最大，用W大=UI大t 求解； 当电路中电流最大是，消耗的电能最大，用W小=UI小t 求解；
所以解决这个类问题，关键还是在电路电流的问题，进一步来讲，要熟练应用欧姆定律，最后通过讨论电阻的大小，或者说滑动变阻器滑片的移动来落实问题的解决。
二、专题典例
【例题1】如图为某同学实验时所用电路，电路中电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器的最大值为50Ω，定值电阻R0为10Ω．电源电压为6V且保持不变，实验操作正确并保证电路各器材安全，则在闭合开关后移动滑片P的过程中（ ）
A. 电流表的最大示数是0.6A B. 电压表的最小示数是1V
C. 滑动变阻器的最小功率是0.5W D. 电阻R0的最大功率是0.6W
1
【例题2】如图所示电路中，灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响），当开关S1
闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，灯泡L正常发光；当开关S1闭合，S2 断开时，滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数是 0.2A。求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器R的最大阻值； （3）整个电路的最小功率和最大功率。
【例题3】实验室里有两只额定电压分别为4V和6V的小灯泡L1和L2，将它们连接到图1所示的电源电压可调的电路中，其中通过L2的电流与电压的关系如图2所示．闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，一只小灯泡正常发光，电路消耗的功率为5.2W；只闭合S3，滑片P置于最右端时，也有一只小灯泡正常发光，且L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为：R2：R=1：4．求：
（1）L2正常工作时的电阻． （2）L1正常工作时的电流．
（3）在一只小灯泡正常发光条件下，电源电压的调节范围．
三、专题训练
甲、选择题
1.如图所示，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样，忽略灯丝电阻的变化。只闭合开关S、S1，并把R的滑片移到最右端，电流表的示数为0.1A，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为3V
B．此电路的最小功率为0.3W
2
C．此电路的最大功率为1.5W D．通过灯泡L的最大电流为0.2A
2．如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L标有“3V 1.5W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R最大阻值为30Ω，电压表量程“0﹣3V”，电流表量程为“0﹣0.6A”。在电路安全的情况下，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时的电阻为10Ω
B．只闭合开关S，滑动变阻器的取值范围只能是0﹣10Ω C．只闭合开关S，该电路的最大功率是2.5W
D．将滑片P移到R的最左端，闭合开关S、S1，电流表示数为0.6A
3．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～12Ω，当S1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，两灯都正常发光．不考虑温度对灯泡电阻的影响，则（ ）
A．电源电压为12 V
B．两灯都正常发光时电流表的示数为3A C．整个电路的最小功率2.25W D．整个电路的最大功率9 W
4．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中，两电压表示数随电流变化的图象如图乙所示，下列叙述正确的是（ ）
A．图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图象
3
B．R2的阻值为4Ω
C．滑片从n点滑到m点的过程中，电源消耗的最大功率是10W D．滑片在n点时，5s内电阻R消耗的电能是5J 乙、填空题
5.如图所示的电路，电源电压恒为9V，电压表量程为0～6V，滑动变阻器R的规格为30Ω 1A”，灯泡L标有“6V 3W“字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移动时，要求两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，在全部满足以上条件的情况下，电流表的量程应选 最恰当（选填“0～0.6A”或“0﹣3A“），滑动变阻器接人电路中的最小阻值应为 Ω；电路中电流的最小值应为 A。
6．如图，灯泡L上标有“6V 3W“字样，电源电压6V且保持不变，定值电阻R=80Ω（不计灯丝电阻的变化）。只闭合S1和S3，电阻R在100s产生的热量是 J，电路在工作状态下，整个电路消耗的最小功率是 W。
丙、体现用科学方法的计算题
7．如图所示，灯泡L上标有“6V 2.4W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0﹣15V．滑动变阻器的最大电阻为160Ω．只闭合S1，滑片置于某点a时，滑动变阻器接入电路中的电阻Ra=40Ω，电压表示数Ua=12V，电流表示数为Ia；只闭合S2，滑片置于某点b时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb，电流表示数为Ib．已知Ia：Ib=3：4，Rb：R0=3：2（灯丝电阻不随温度变化），滑片移动过程中，灯泡电压不超过额定值，电表示数不超过量程。
求：（1）小灯泡正常发光时的电阻； （2）定值电阻R0和电源电压U；
4
（3）只闭合S1时，电路消耗的最小功率。
8.如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡L标有“6Vl.8W”字样，R0为10Ω的定值电阻，滑动变阻器R铭牌上标有“Ω1A”字样（电阻值已模糊不清），电压表使用的量程为0～3V，电流表使用的量程为0～0.6A．当所有开关都闭合时，小灯泡恰好正常发光，调节滑动变阻器，在不损坏各电路元件的情况下，滑动变阻器最小与最大功率之比为1：4．请求：
（1）小灯泡L的电阻为 Ω；电源电压为 V。 （2）滑动变阻器R的最大阻值。
（3）只闭合S3时，在不损坏各电路元件的情况下，1min内电路消耗的最大电能。
9.如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡工标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程“0～0.6A”电压表量程“0～15V”调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J，不考虑温度对电阻的影响。求：
（1）小灯泡L正常发光时的电流；
（2）滑动变阻器接人电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全；
（3）小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？
10.如图所示，滑动变阻器R1、R2的规格都为“10Ω 2A”灯泡L标有“3.0V 3.0W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化）．当两个滑动变阻器的滑片P都在最左端时，闭合开关S，调节滑动变阻器R2的滑片至某位置时，灯泡恰好正常发光，此时电流表求：
（1）电源的电压。
（2）此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
（3）此电路在安全工作的前提下，计算电路消耗的总电功率范围（结果保留小数点后两位）。
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的示数为1.6A，
基于核心素养的中考物理特色系列专题08
