中考物理电学的最值问题复习

电学的最值问题例1如图1所示，L上标有“6V3W”字样，电流表量程为0〜0.6A,电压表量程为0〜15V,变阻器R的最大电阻为100Q。只闭合Sj滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra,电流表示数为1a。只闭合S2,移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示；当滑片置于匕点时，，电压表示数Ub=8V,电流表示数为1j已知之：治二12：5,1a：Ib=3：5。（灯丝电阻不随温度变化）求： & °图1 图1 图2（1）小灯泡的电阻；（2）定值电阻R0和电源电压；（3）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，变阻器连入电路的最小电阻为多少？只闭合义时，电路消耗的最小功率为多少？解析,7：由小式R.P=卬可知，则小I灯泡的包用2 /3W:0.5A.L3V0.5A（2）一只闭合3”R与比申状，滑片F直丁L点与，Vb-S7,由图可知已阳琉-16匚，则电；和“国忖匚只问合KtLM胫，当滑苴于洲，由于及：工t-3：&则--匚.3也电源电压：口=瓜见」虹）一钦电乂A卜12口）②已知%：即=12：5,再由①②式，可得：Fo=2CLJ.U=18V：（3）只闭合S「电瓶麦的里程大于汀的额定电流，则同路中最大电汽等于灯的额定可流口,5k解得殳曲器楼与电能町最•J电生福小-加□一三-%:/问!吓懦忌靠工.11%1匚时,逐."工.格由网吊*，由干%* 国』，”|守|中器恍、.三膝|：晶p.： 」..」田女：5我.人电四厢」：我心。.刘送冷FE的立•「由布即"尺:七h'二+jnn .例2生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6V的电源，两个阻值不同的定值电阻，设计了如图3所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知斗=10。，R2=30Q,请计算：Srs2断开，s3闭合时，电路中的电流是多少？S］断开，S2、S3闭合时，通电5min电路消耗的电能是多少？(3)该电路的最大功率和最小功率之比是多少？解析：(1)当只闭合不时，期和即串联在电路中，K审=五1+出=1。门+30c=40CI=——= =0.15』根据欧姆定律可得，电路中的电瓶： 尺串40G(2)当玩新开，陵、为闭合时，电路为即的茴单电路，通电5uiin电路消耗的电能：U-('力丫用二一一='士^,本3。鲍=充。/$ 30Q n(3)当Sp电闭合，X断开时，两电阻并联，此时电路中的总功率最大，口国与100x30^”r、口 炉R挣=——---= W.5Q%=——尺+用100+3。0 R宾□'当SLS2断开，£3闭合时，两电阻串联，此时电路的总功率最小，fZ!，或曰，生=变)J；一皿/，治衣并于7.5QM

例3如图4所示，电源电压恒定不变，电阻斗的阻值为5Q,小灯泡上标有“12V6W”字样，闭合开关S。（1）当开关S「s2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的读数为1。7A，小灯泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。（2）当开关S「S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率。-I\ Cr^—「 S图4解析：（1）解析：（1）小灯泡正常发洸的电流：.空二四”幅12V当开茅入、时都闭合.滑动变阴器的滑片P移到最右端时,L和七并联.滑动变限器中的电素,马:=］一％=1门启一0.5A=1.2&因灯泡恰能工常发光，期电源电压U=Ul颍=1到，滑动变阻器的最大阻值:⑵当不关S「％都断开时，且F在最右端，后和即串联，接入电路口的总电阻:R=R+%=5Q+10门=15口电流表的读励翳*篙矍人此时滑动变阻器消耗的电功率：尺二匚：送尸（口即晨1。口="网例4“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12V6W”的红灯和“12V12W”的绿灯及“24Q2A”的滑动变阻器等元件设计了如图4所示电路。当闭合开关S、S/S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）。求：（1）两灯都正常发光时电流表的示数为多少？（2）该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少？解析，「)田f=”可让专项t的跖声由后,小巴:空心艮曲=空=弁〜%12V ； %12V=洲合于手■:.气、：*匕滑加中昨渊的登片p布至h谛刊，订灯和麻灯井联同正常笈丑.1.1=/红十』条=0.5A-1A=MA.电源电:土匚=1^=：1窈口J由士式『一下可汨，E最小HT由冷泉土，对门泡升整且滑上P在b端怔巳蹈的息电阻最八，此时两二正常发尺红二造=^2■二之4G光，目由中炭大老功运力；P^= Z^=：12W+6W=ISV/:薄大时功率炭心PtL6W：上1不匚开差5、31、的口相勾交殂景茴滑」F秘至二益时：五*z二五肛十班—80十240—48Gli市路中星卜由功"[12Vj^fkto.= = =3W率为m &n43G .例5小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图5所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热。电源电压为72V,R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200Q3A”的字样，电流表4的量程为0〜0。6A,电流表A"勺量程为0〜3A,灯泡上标有“12V3W”的字样。(1)灯泡正常工作时的电流是多大？(2)闭合S,断开S0S2，灯泡正常工作，求斗的阻值。S、S/S/匀闭合时，求R2上消耗电功率的最小值和最大值。解析；（1）..皿=1泌「1=中「,「，灯泡二正常_L■作灯臼电济.力： 「，灯泡二正常_L■作灯臼电济.力： Ui3W12V=Q.25A2）间63,断交，灯泡LW电阻E甲状,，而比肘灯泡正常工代，则此叶灯泡两端的电工为叱-1三T,而可源由J+I「二722二.电阻电起端的电玉为.5[="-氏=?口1-12¥二砧灯,灯泡]1正常工作时的电度为爪2讪MF寸电略中的电流为5kbAoJ电阻均差阻值为:J电阻均差阻值为:砧二包="=第K

1025A（3）1/骨均闭合时,电阻比和滑动变阻器即串联,电源电压为U=721则Ui=U2=U=72V.而滑动变阳器的晟士由阴％r是大=如口门.二g消耗电功率用晟小信为,/（72VYF岳小= =、 ）=然92W，~艮1大一2D0G-' 0电阻均的阻值为£4。匚，币5=5=口=您\\，叱时通过艮的也流为;代募—巳流表由测通过电阻％的电流电流和.冽干路中的总巴流，电流表阳的重程为0P-0A.屯流友A2的里程为O-口人，叱时通过艮的也流为;二通对观的戢大引流为：门=F—A=3A-（13A=，27A,坳消蛇电功率任最五值为:F显大=Uh=72VS：2.：7A=1944圾D例6小华同学用如图6所示的电路进行实验，已知电源电压U=12V,灯泡L标有“6V、3W”字样（不计灯丝电阻随温度的变化），滑动变阻器Ro标有“50Q、1A”字样，电流表量程为0。6A,电压表量程为15V。在实验中，为了确保测量准确，要求电表所测值不小于其量程的1/3。要使测量准确并确保电路安全，求：（1）灯泡L消耗的最小功率。（2）滑动变阻器Ro的阻值变化范围。图6

图6尺左w.12Q蹙析.小灯色的七卬 F的 3Wr,妾底灯泡l：甘丘的义率最小，限显尸二尸尸且陕电路中比我最卜，若冷忒殳阻骂由同但诣弄表K，比反屯相不的口前；77 12V 1h=.——=—---0.19A0,19A<0,6A：<“-C,2A亚+西12G+5UG , 3 ;二不能将沔幼麦■阻器臼组值调刊最入.司能;U!聿泡而，中理中生木贵八值再为3次，日因*JI，麦里岸K十生旗中，：“口”、表呈字白E3LT；小消耗巾邪・升率：F是i-JjS।~Rl-j.2Ai%12G=J-l尹可nm之方最小时，唱双变「巨器口层八引踣隹■■日星工.此方灯泡丁潺力十球，比一上，陋比=口.温xl?Q-»4与.5U-Ui127-2.4V .龙。最火= = = =48Q弱不 上里小0.2A』士"粤@耀灯泡的额定目濡； %6U若最K电;充为。.6上超过灯泡的凝定电流，炊最大电瓶不能为3孔，“士=羯=。.5人,出肘灯泡的韦E等于甑, . 5V/-15Vx-=5V土申珏于：丰,R表示想为12T—67=61, J,满吊或目答出口出。用叶-U1出。用叶-U1餐大.6V15A-12G综，苏逑语句芟阳器耳的出值受•‘大范围为12Q一死3例7如图7所示，电源电压保持12V不变，L是标有“12V6W”的小灯泡，其电阻不随温度变化，R=20Q。(1)当S、S］闭合、S2断开，且P位于滑动变阻器Ro的中点时，电流表示数为0.4A。求滑动变阻器Ro的最大阻值。(2)当S、S/S2都闭合，且P位于a端时，求电流表的示数。(3)要使电路中的总功率最小，请指出开关S、S「S2的开闭情况和滑片P的位置，并求出此时的最小功率。图7图7①= = -=24a挈折；干3,匚11h2斤一：1,也十打的卬点.了北开昭■■卜灯F时由阻 ?，EW.出R中卫=堂-=30长二；:俎宁洋：十丘十川三旧1H中住 鼻CNA .二田川野卫忠于关五江府山Em川三I可专人+匹的壬回二心=取-E:=工口门-24Q-6Q2解品为-1」；.5&E现门式2口门二，〕，、£包= - - £2：9：当S.-].-2都司4Writ