初中物理电学动态电路分析(极值问题)一、单选题1.如图所示,电源两端电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V 1A”(灯丝电阻不变),滑动变阻器R最大电阻值为60Ω.下列说法正确的是()A. S闭合后,滑片向右滑动,电压表示数增大B. S闭合后,灯丝中的最小电流为0.2AC. 小灯泡L正常发光时,灯丝阻电阻为12 ΩD. 小灯泡L正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为6Ω2.如图所示的电路,电源电压U=12V保持不变,滑动变阻器R0标有“100Ω1A”字样,灯泡L标有“6V6W”字样(灯丝电阻不随温度而变化),电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V. 为了确保测量准确,要求电表的示数不小于其最大测量值的1/3,要使测量准确并确保电路安全,下列判断正确的是()A. 灯泡L消耗的最小功率是0.24WB. 正常发光时灯丝的电阻是12ΩC. 电路中电流的变化范围是0.11A~0.6AD. 滑动变阻器阻值的变化范围是14Ω~48Ω3.如图所示,电源电压保持6V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”。
闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是()①电阻R1消耗电功率允许的变化范围为0.4W~0.9W②电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A③滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为10Ω~20Ω④电路消耗总电功率允许的变化范围为1.8W~3WA. 只有①和③B. 只有①和④C. 只有②和③D. 只有②和④4.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为电阻式传感器,电源电压保持不变,当R阻值从0增大到60Ω,测得R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙,下列说法正确的是()A. R的阻值增大,电流表与电压表的示数都变小B. 电源电压为12VC. 当电流为0.6A时,1s内电路消耗的电能为21.6JD. R0两端的电压变化范围为6V~18V5.如图所示电路,电源电压6V保持不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω.闭合开关,在滑片b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是()A. 滑片在b端时,电流表示数为0.3AB. 滑片移到中点时,电压表示数为2VC. 电路消耗的最大功率为3.6WD. 电压表示数与电流表示数的比值不变6.如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻阻值5Ω,滑动变阻器R的最大阻值50Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是()A. 若滑片P向左移,电流表的示数变小B. 电压表与电流表的比值不变C. 滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω~50ΩD. 电流表的变化范围是0.3A~0.6A7.如图,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,灯泡上标有“2.5V 1.25W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”。
闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中()A. 电流表的示数最大为0.6AB. 灯泡消耗的最小功率为0.12WC. 电路消耗的最大电功率为2.7WD. 滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω。
8.如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2阻值范围为0~4Ω.闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是()A. 滑动变阻器的最大功率为1.44WB. 滑动变阻器的最大功率为2WC. 滑动变阻器的最大功率为2.25WD. 电压表示数从0V增大到2.4V9.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10ΩB. 只闭合开关S,滑动变阻器的取值范围只能是0﹣10ΩC. 只闭合开关S,该电路的最大功率是2.5WD. 将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1,电流表示数为0.6A10.图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象,将它们按图乙所示接入电路中。
已知该电路中电源电压是2V,则下列结论错误的是()A. 只闭合开关S,电路消耗的功率是1WB. 当再闭合S1后,电流表示数变化了0.2AC. 当再闭合S1后,电路消耗的总功率为1.2WD. 当再闭合S1后,电路消耗的功率将增大0.4W二、多选题11.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3VB. 此电路的最小功率为0.3WC. 此电路的最大功率为1.5WD. 通过灯泡L的最大电流为0.2A12如甲图所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断正确的是()A. R0的阻值是10 ΩB. 电路的最大总功率是25.6WC. R0的最小功率是3.2WD. 滑动变阻器的最大阻值是70 Ω13.灯泡L上标有“6V6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。
现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电路电压为10V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,则下列说法正确的是()A. 灯泡L正常发光时,电压表的示数为6VB. 当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为9VC. 灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大D. 为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为6W三、填空题14.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30Ω1A”,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。
15.如图所示,电路总电压不变。
当只闭合开关S1、S3,滑动变阻器的滑片P滑至最左端时,电路消耗的总功率为l0W,电流表A的示数为I1,电压表的示数为U1;当只断开开关S1、闭合S2、S3时,滑片P 滑至最右端时(此时电阻记为R2),电流表A的示数为I2,电压表的示数为U2:当只闭合开关S1,滑片P仍在最右端时,电流表A1的示数为I3,电压表的示数为U3.若I1:I2=5:3,U2:U3=3:2,则R1:R2=________;该电路的最小功率为________W。
16.在如图示数的电路中,电源电压保持不变。
开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是1A﹣2A,电压表的示数变化范围是4V﹣8V.则定值电阻R1=________Ω,电源电压U=________V。
四、计算题17.如图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在B端时,电压表示数为9V,电流表示数为0.15 A;滑片P在中点C时电压表的示数为6V.求:(1)滑动变阻器R1的最大阻值;(2)电源电压和R2的阻值.18.如图,已知电源电压为24V,R2上标有“100Ω3A”的字样,灯泡上标有“12V3W”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A的量程为0~3A.(1)求灯泡正常工作时的电阻;(2)当闭合S,断开S1,S2时,灯泡正常工作,求R1的电阻;(3)当S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器,求R2的电功率变化范围.19.如图是一种小鸡孵化器,其电路如图所示,在一般情况下,只需灯光照明,灯泡额定电压为12V,温度较低时,则需要加热。
电源电压为72 V,R1为定值电阻,R2为阻值可变的发热电阻丝(标有“200Ω3A”的字样),电流表A1的量程为0~0.6 A,电流表A2的量程为0~3 A,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图所示,仅闭合S时,灯泡恰好正常发光。
求:(1)灯泡正常发光时的电阻值R L;(2)R1的阻值;(3)S、S l、S2均闭合时,电路安全的情况下R2消耗电功率的最小值和最大值。
20.如图所示电路,电源电压可调,R1=10Ω,小灯泡标有“6V 6W(阻值不变)。
滑动变阻器R2上标有“15Ω2A”的字样,求:(1)若只闭合S1,调节电源电压,使灯泡L正常工作10s,灯泡消耗的电能。
(2)若只闭合S2,调节电源电压,移动滑动变阻器滑片,电压表示数在1V~3V之间变化,求电源电压的最大调节范围。
答案解析部分一、单选题1.【答案】D2.【答案】A3.【答案】A4.【答案】D5.【答案】C6.【答案】D7.【答案】D8.【答案】C9.【答案】D10.【答案】C二、多选题11.【答案】A,C,D12.【答案】A,B,D13.【答案】B,D三、填空题14.【答案】0~0.6A;6;0.2515.【答案】3:2;416.【答案】4;12四、计算题17.【答案】(1)解:P在B点时,滑动变阻器全连入,利用欧姆定律求R1的最大阻值;P在中点C时,知道电压表的示数和R1的值可以求此时的电流,根据串联电路的特点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R2和电源电压U;当P在B点时,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得:R1大=U1I1=9V0.15A=60Ω,电源的电压U=I1R2+9V=0.15R2+9V------①(2)解:当P在中点C时:R1= 12×60Ω=30Ω,电路中的电流I2=U1R1=6V30Ω=0.2A,电源的电压U=I2R2+6V=0.2R2+6V----②由①和②得:0.15R2+9V=0.2R2+6V,解得:R 2=60Ω,电源的电压U=0.15R 2+9V=0.15A×60Ω+9V=18V . 18.【答案】(1)解:R L =U 额2P 额=(12V )23W=48Ω(2)解:闭合S ,断开S 1、S 2时,R 1与L 串联,灯L 发光正常, U 1=U 电-U L =24V -12V =12V ,I L 额= P 额U 额=3W12V=0.25A, I =I L 额 , R 1= U 1I=12V0.25A =48Ω(3)解:当S 、S 1、S 2都闭合时,R 1、R 2并联,U 1=U 2=U 电=24V I 1= U1R 1=24V48Ω =0.5A ,I 干max =3A ,I 2max=I 干max -I 1=3A -0.5A =2.5A ,P 2max =UI 2max =24V × 2.5A =60W ,R 2max =100Ω,P 2min = (24V )2100Ω=5.76W ,R 2的电功率范围为5.76W ~60W19.【答案】(1)解:灯泡额定电压为12V ,根据右图知,12V 时电流为0.5A ,根据欧姆定律得, 灯泡正常发光时的电阻值R L 为: R L =U 额I L=12V0.5A =24Ω(2)解:仅闭合S 时,灯泡恰好正常发光,由图知,灯与R 1串联,电流相等,即 I =I L =0.5A ,根据串联电路总电压等于和串联电路的电压之和得: R 1的阻值为: R 1=U−U 额I=72V −12V 0.5A=120Ω .(3)解:如图,S 、S 1、S 2均闭合时,灯被短路,R 1与R 2并联,电表表A 1测量R 1的电流,电流表A 2测量干路电流。