人教版九年级物理全册第十八章专题训练(六)　有关极值、取值范围的计算

专题训练(六) 有关极值、取值范围的计算 ▶类型一 电功率的“极值”问题 1.如图1所示,电源电压恒为9 V,电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“24 Ω 0.8 A”,灯泡标有“3 V 1.5 W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),请你分析: 图1 (1)根据滑动变阻器的规格可知,电路中可允许通过的最大电流是 A;根据电流表的量程可知,电路中可允许通过的最大电流是 A;根据小灯泡的额定电流可知,电路中可允许通过的最大电流是 A。综合考虑,电路中允许通过的最大电流是 A,所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ω,小灯泡的最大电功率是 W。 (2)当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,是 Ω,则电路中的最小电流是 A,根据公式P=UI可知,电源电压不变,电路中的电流最小,故电路中的总功率最小,此时电路中的最小电功率是 W。 2.如图2所示,电源电压为12 V,定值电阻R1的阻值为12 Ω,滑动变阻器R2标有“50 Ω 1 A”字样,电流表A1的量程为0~3 A,A2的量程为0~0.6 A。通过滑动变阻器R2的最大电流是 A,干路允许通过的最大电流是 A,滑动变阻器接入电路的最小阻值是 Ω,滑动变阻器的最大功率为 W。 图2 3.如图3所示的电路中,电源电压为4.5 V且恒定不变,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A,定值电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω。闭合开关,在电路安全的情况下,请你分析: 图3 (1)由电流表的量程可知,电路中的最大电流是 A,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是 Ω,电路中的最大电功率是 W。 (2)由电压表的量程可知,滑动变阻器两端最大电压为 V,电路中的最小电流是 A,滑动变阻器接入电路中的最大阻值是 Ω,电路中的最小电功率是 W。 4.如图4所示电路,电源电压为6 V保持不变,定值电阻的阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( ) 图4 A.电压表示数最小值是4 VB.电流表示数最大值是0.2 A C.电路总功率不会小于1.2 WD.定值电阻消耗的最小功率是1.2 W 5.如图5所示的电路中,灯L上标有“3 V 1.5 W”字样,滑动变阻器R上标有“50 Ω 1 A”字样,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A,电源电压恒为4.5 V。闭合开关后,为了保证电路中各元件安全工作,下列说法正确的是(设灯丝的电阻保持不变)( ) 图5 A.电路中的最大电流为0.6 A B.电路中的最小电流为0.25 A C.变阻器允许接入电路的最小阻值为4 Ω D.变阻器允许接入电路的最小阻值为6 Ω 6.如图6所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2分别标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~12 Ω,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( ) 图6 A.电源电压为12 VB.两灯都正常发光时电流表的示数为3 A C.整个电路的最小功率为2.25 WD.整个电路的最大功率为9 W 7.如图7所示,电源电压恒为6 V,定值电阻R的阻值为6 Ω,灯泡L标有“6 V 3 W”字样,灯丝电阻不变,问: (1)灯泡L正常发光时的电阻是多少? (2)开关S1、S2、S3分别在什么状态时,整个电路中消耗的总功率最小?最小功率是多少? (3)开关S1、S2、S3分别在什么状态时,整个电路中消耗的总功率最大?最大功率是多少? 图7 8.如图8甲所示,移动滑动变阻器滑片时,滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的电阻R2的关系图象如图乙所示,当滑动变阻器的电功率达到最大值时,电流表示数为0.15 A,求: (1)当电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.2 A时,滑动变阻器接入电路的阻值。 (2)R1的阻值和电源电压U。 (3)滑动变阻器的电功率的最大值。 图8 ▶类型二 电功率的“取值范围”问题 9.如图9所示的电路中,电源电压为6 V保持不变,定值电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在b端时,电压表的示数是 V,电流表的示数是 A,定值电阻R1的功率是 W;滑动变阻器的滑片P在a端时,电压表的示数是 V,电流表的示数是 A,定值电阻R1的功率是 W;所以滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,电流表的示数变化范围为 ,电压表的示数变化范围为 ,定值电阻R1的功率变化范围是 。 图9 10.如图10所示的电路中,电源电压恒为4.5 V,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1.5 A”,小灯泡上标有“2.5 V 1.25 W”字样(小灯泡的电阻随温度变化忽略不计)。闭合开关,则下列说法错误的是( ) 图10 A.电流表示数的变化范围是0.18~0.6 A B.电路消耗的最大电功率是2.25 W C.电压表的示数变化范围是2~3 V D.滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是4~10 Ω 11.如图11所示,电源电压为8 V,电阻R1=10 Ω,电流表的量程是0~3 A,电压表的量程是0~15 V,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为2 A,R2的最大阻值为30 Ω。在不损坏电路元件的情况下,求: (1)通过电阻R1的电流。 (2)滑动变阻器接入电路的最小阻值。 (3)滑动变阻器功率的变化范围。 图11 答案 1.(1)0.8 0.6 0.5 0.5 12 1.5 (2)24 0.3 2.7 2.0.6 1.6 20 7.2 3.(1)0.6 2.5 2.7 (2)3 0.3 10 1.35 4.C 5.B 6.D 7.(1)由P=U2R可知,灯泡正常发光时的电阻:RL=UL2PL=(6V)23W=12 Ω。 (2)当S2闭合,S1、S3断开时,灯泡L与R串联,电路的总电阻最大,由P=U2R可知,电路总功率最小; 此时电路中的总电阻:R总=RL+R=12 Ω+6 Ω=18 Ω, 电路的最小总功率:P