中考物理极值与取值范围问题专题训练.docx

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中考物理极值与取值范围问题专题训练

中考物理“极值”与“取值范围”专题卷（有答案）

一、单选题（共4题；共8分）

1.（2分）（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. 6V20Ω                            

B. 12V20Ω                            

C. 6V10Ω                            

D. 12V10Ω

2.（2分）（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.（2分）（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0.6A

②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω﹣10Ω

③电压表示数变化范围是0﹣3V

④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.（2分）（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0～20Ω         

B. 电流表示数的变化范围是0.1A～0.6A

C. 电压表示数的变化范围是1V～3V                       D. 小灯泡的最小功率是1W

二、填空题（共4题；共11分）

5.（2分）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.（2分）（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．

7.（3分）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.（4分）（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.（5分）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.（15分）（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．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】A

【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

【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

【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=2V

2V＜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

【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，

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“20Ω lA”，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

【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

【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

【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．

故答案为：

6；1；5．

【分析】

（1）根据P=

的变形公式求出电阻的阻值；

（2）先根据电压表的量程和定值电阻确定通过通过电阻的最大电流，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流，再根据图乙读出此时灯泡两端电压，最后根据P=UI求出灯泡的最大功率．

8.【答案】0.15；1.5；0.45；S4

【解析】【解答】解：

（1）由电路图可知，只闭合S3，电阻R1、R2串联，

则R总=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω，

所以，电流表示数为I=

=

=0.15A，

由I=

得：

电压表示数为U2=IR2=0.15A×10Ω=1.5V；

（2）由电路图可知，只闭合S1、S2、S3，电阻R1、R3并联，电流表测量干路电流，

则I1=

=

=0.3A，

I3=

=

=0.15A，

所以电流表示数I′=I1+I3=0.3A+0.15A=0.45A；（3）根据P=

可知在电压相同的条件下，电阻越大电功率就越小；根据串并联电路的电阻特点可知电阻R1、R2、R3串联时电阻最大，所以只闭合S4时．

故答案为：

0.15；1.5；0.45；S4．

【分析】

（1）由电路图可知，只闭合S3，电阻R1、R2串联，由串联电路特点及欧姆定律可以求出电流和电压表示数．

（2）由电路图可知，只闭合S1、S2、S3，电阻R1、R3并联，电流表测量干路电流，由欧姆定律分别求出R1、R3的电流，然后即可求出电流表示数．（3）根据P=

可知在电压相同的条件下，电阻越大电功率就越小，所以根据串并联电路的电阻特点即可判断出电路中电阻最大的连接方式，然后即可得出各开关的关闭状态．

三、解答题

9.【答案】解：

（1）由P=

可知，

灯泡电阻为RL=

=

=12Ω；

（2）闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，

所以电源电压U=UL+U额=6V+3V=9V；

（3）灯泡正常发光时，电路电流为I=

=

=0.5A，

所以R1的阻值为R1=

=

=6Ω；

（4）闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路电阻为0，

此时的电路电流为I最大=

=

=0.45A，

此时的电功率为P最大=UI最大=9V×0.45A=4.05W．

答：

（1）灯泡电阻为12Ω；

（2）电源电压为9V；

（3）R1的阻值为6Ω；

（4）滑动变阻器接入电路电阻为0时，电路的总功率最大；此时的电功率为4.05W．

【解析】【分析】

（1）已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式R=

得到灯泡电阻；

（2）若闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，电压表测量定值电阻两端电压，总电压等于两电压之和；

（3）若闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，已知灯泡两端电压和电阻，利用欧姆定律得到电路电流；串联电路电流处处相等，已知电阻R1两端电压和通过的电流，利用公式R=

得到其阻值；

（4）若闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，功率大小用公式P=UI计算．

四、综合题

10.【答案】

（1）解：

由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.2A，R两端的电压UR=20V，

1min内电流通过电阻R做的功：

WR=URI小t=20V×0.2A×60s=240J

答：

电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功为240J；

（2）解：

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源的电压：

U=I小R0+UR=0.2A×R0+20V，

当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，

由图象可知，电路中的最大电流I大=1.2A，

则电源的电压：

U=I大R0=1.2A×R0，

因电源的电压不变，

所以，0.2A×R0+20V=1.2A×R0，

解得：

R0=20Ω，

电源的电压U=I大R0=1.2A×24Ω=24V

答：

电源电压为24V，定值电阻R0为20Ω；

（3）解：

当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，则R0消耗的最大功率：

P0大=（I大）2R0=（1.2A）2×20Ω=28.8W，

当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，

此时R0两端的电压：

U0小=U﹣UR大=24V﹣15V=9V，

R0消耗的最小功率：

P0小=

 =

 =4.05W，

定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W

答：

定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～28.8W．

【解析】【分析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．

（1）由图乙可知，电路中的最小电流和R两端的电压，根据W=UIt求出1min内电流通过电阻R做的功；

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的电流，根据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R0的阻值，进一步求出电源的电压；（3）当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，根据P=I2R求出R0消耗的最大功率，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据P=

求出R0消耗的最小功率，然后求出定值电阻R0消耗的功率范围．本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，关键是从图象中读出有用的信息．