2017-2018年初中物理中考专项训练03：“极值”与“取值范围”问题

1/92017-2018年初中物理中考专项训练03：“极值”与“取值范围”问题一、单选题（共4题；共8分）1.（2017•天水）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=10Ω．闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片P到最右端b时，电流表的示数为0.6A；移动滑片P到最左端a时，电流表的示数为0.2A．则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为（）A.6V20ΩB.12V20ΩC.6V10ΩD.12V10Ω2.（2017•聊城）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P向左移动的过程中（不考虑灯丝的电阻受温度的影响），下列说法正确的是（）A.电流表示数逐渐变小B.电压表示数逐渐变大C.滑动变阻器两端的电压逐渐变大D.小灯泡的亮度逐渐变暗3.（2016•泰安）如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0﹣3V”，电流表量程为“0﹣0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω1A”，小灯泡L标有“2.5V1.25W”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（）①小灯泡的额定电流是0.6A②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω﹣10Ω③电压表示数变化范围是0﹣3V④电流表示数变化范围是0.3﹣0.5A。A.只有②、④正确B.只有②、③正确C.只有①、④正确D.只有①、③正确4.（2017•枣庄）如图，电源电压恒为5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量称为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，小灯泡标有“3V1.8W”字样，闭合开关，在电路安全的情况下，（不考虑灯丝电阻的变化）则下列说法正确的是（）A.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是0～20ΩB.电流表示数的变化范围是0.1A～0.6AC.电压表示数的变化范围是1V～3VD.小灯泡的最小功率是1W二、填空题（共4题；共11分）5.如图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示．图乙中的a′、b′两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应．则电源电压为________V，定值电阻R0的阻值等于________Ω．6.（2015•贵港）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电路为2A，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示，则小灯泡的电阻值为________Ω，电路消耗的最小功率为________W．2/97.某电阻R的阻值不变，标有“6V6W”字样，它的电阻是________Ω，将R与灯泡L、电压表（量程为0～3V）、电流表（量程为0～0.6A）和开关及合适的电源，连成如图甲所示的电路，开关S闭合后，通过灯泡L的电流随它两端电压变化的图象如图乙所示．在保证电路中各器件都安全的情况下，灯泡L消耗的最大功率为________W，此时电源电压为________V．8.（2017•南京）如图所示，电源电压为3V，R1=10Ω，R2=10Ω，R3=20Ω．只闭合S3，电流表的示数为________A，电压表的示数为________V；只闭合S1、S2、S3，电流表示数为________A；要使电路消托的电功率最小，应只闭合开关________．三、解答题（共1题；共5分）9.如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8Ω，小灯泡L上标有“6V3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变．若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么：（1）小灯泡L的电阻为多大？（2）电源电压为多少？（3）R1电阻为多大？（4）若闭合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？四、综合题（共1题；共15分）10.（2016•德州）在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示．求：（1）电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功；（2）电源电压和定值电阻R0；（3）若电压表量程为0～15V，电流表量程为0～3A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围．3/9答案解析部分一、单选题1.【答案】A【考点】欧姆定律的应用【解析】【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，由I=可得，电源的电压：U=IR1=0.6A×10Ω=6V，故BD错误；当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的总电阻：R===30Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的最大阻值：R2=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω，故A正确、C错误．故选A．【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出电源的电压；当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻最大，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出R2的最大阻值．2.【答案】B【考点】欧姆定律的应用，电路的动态分析，电功率的计算【解析】【解答】解：由电路图可知，灯泡L与变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流．滑动变阻器滑片P向左移动的过程中，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I=可知，电路中的电流变大，即电流表的示数逐渐变大，故A错误；由U=IR可知，灯泡L两端的电压变大，即电压表的示数逐渐变大，故B正确；因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P=UI可知，灯泡的实际功率变大，小灯泡的亮度逐渐变亮，故D错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压逐渐变小，故C错误．故选B．【分析】由电路图可知，灯泡L与变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流．根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化，根据P=UI可知灯泡实际功率的变化，进一步判断亮暗的变化，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化．3.【答案】A【考点】欧姆定律的应用，电功率与电压、电流的关系4/9【解析】【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压．（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，由P=UI可得：小灯泡正常发光时的电流为：I===0.5A，故①错误；（2）当电路中的电流为0.5A时，串联电路总电压等于各分电压之和，此时电压表的示数U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V2V＜3V，没有超出电压表的量程，灯泡两端的电压可以达到2.5V，串联电路中各处的电流相等，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小为：R滑min===4Ω；当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，灯泡两端的电压：UL′=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V，灯泡的电阻：RL===5Ω，电路中的最小电流：Imin===0.3A，电路中电流变化的范围是0.3A～0.5A，故④正确；滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑max===10Ω，滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω，故②正确。故选A。【分析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压：（1）根据灯泡的额定电压和额定功率，利用P=UI求出其额定电流；（2）根据串联电路电流相等和分压特点，结合欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的阻值大小；（3）根据小灯泡额定电压和电压表的量程确定电压表的示数变化范围；（4）在保护灯泡和电压表的条件下，利用欧姆定律求出电流表的示数范围。4.【答案】C【考点】欧姆定律的应用，电功率的计算【解析】【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．根据P=UI可得，灯的额定电流：IL额===0.6A，5/9由I=得：灯泡的电阻RL===5Ω，由于电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，则灯泡两端的最大电压为3V，则通过灯泡的最大电流I最大=IL额=0.6A；由I=得：电路中的最小总电阻R最小==≈8.3Ω，由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知：滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑最小=R最小﹣RL=8.3Ω﹣5Ω=3.3Ω，因为滑动变阻器的规格为“20ΩlA”，所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是3.3Ω～20Ω，故A错误；电路中的最大总电阻R最大=RL+R=20Ω+5Ω=25Ω；则电路中的最小电流：I最小===0.2A，所以电流表示数的变化范围是0.2～0.6A，故B错误；灯泡两端的最小电压为UL最小=I最小RL=0.2A×5Ω=1V；所以电压表示数的变化范围是1V～3V，故C正确；此时灯泡的功率最小为：PL最小=I最小2RL=（0.2A）2×5Ω=0.2W，故D错误．故选C．【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡的额定电流和电阻，然后结合电压表的量程，电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用U=IR求出灯泡两端的最小电压，利用P=I2R求出灯泡的最小功率．二、填空题5.【答案】12；10【考点】欧姆定律的应用，电功率与电压、电流的关系【解析】【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，由图乙可知，滑动变阻器消耗的功率PR=3.2W时，电路中的电流可能为I1=0.4A，也可能为I2=0.8A，由P=UI=I2R可得，两种情况下变阻器接入电路中的电阻：R1===20Ω，R2===5Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，由I=可得，电源的电压：U=I1（R0+R1）=I2（R0+R2），即0.4A×（R0+20Ω）=0.8A×（R0+5Ω），解得：R0=10Ω，电源的电压U=I1（R0+R1）=0.4A×（10Ω+20Ω）=12V．故答案为：12；10．【分析】由电路图可知，R0与R串联，根据图乙读出滑动变阻器消耗的功率为3.2W时电路中的电流，根6/9据P=UI=I2R分别求出接入电路中的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出定值电阻的阻值，进一步求出电源的电压．6.【答案】6；6【考点】欧姆定律的应用，电功率的计算【解析】【解答】（1）由灯泡的I﹣U关系图象可知灯泡的电阻是定值，当UL=12V时，通过灯泡的电流IL=2A，根据I=得灯泡电阻RL===6Ω；（2）由图甲，灯泡与滑动变阻器串联，乙图是当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象，当P在左端时，滑动变阻器连入阻值为0，此时U=UL=12V，P在右端时，滑动变阻器连入阻值最大，电路中电流最小，I最小=IL′=0.5A，所以电路消耗的最小功率：P最小=UI最小=12V×0.5A=6W．故答案为：6；6．【分析】（1）从小灯泡的I﹣U关系图象找到灯泡两端对应的电压和电流值，根据I=计算灯泡电阻；（2）根据电路图分析图象，找到电路最小电流．根据P=UI计算电路消耗的最小功率．7.【答案】6；1；5【考点】电功率与电压、电流的关系【解析】【解答】解：（1）由P=可得，电阻R的阻值：R===6Ω；（2）当电压表示数为3V时，通过电阻的电流最大：I最大===0.5A，而电流表选择的量程为0～0.6A，因此电路中允许的最大电流为0.5A；根据图乙可知，当通过灯泡的电流为0.5A时，灯泡两端电压为2V，因此在保证电路中各器件都安全的情况下，灯泡L消耗的最大功率：P最大=ULI最大=2V×0.5A=1W．此时定值电阻两端的电压是：U=IR=0.5A×6Ω=3V，而灯泡的电压是2V，故此时的电源电压是3V+2V=5V．故