必考点15 电路极值问题-【对点变式题】2021-2022学年九年级物理上学期期末必考题精准练（人教版）

必考点15电路极值问题（原卷版）※题型一：电路极值的简单计算【例题1】（2021·黑龙江中考真题）如图所示的电路中，电源电压为4.5V且保持不变，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，小灯泡标有“3V1.2W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样。闭合开关，在保证电路元件安全情况下，下列说法正确的是（）。A．电压表的示数变化范围是“1.5～3V”；B．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是“3.75～15Ω”；C．小灯泡的最小功率是0.6W；D．电路总功率变化范围是“1.2～1.8W”【例题2】（2021·甘肃中考真题）如图所示的电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“12V，6W”的字样，只闭合开关S1，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动一段距离，此过程中电流表示数变化了0．2A，电压表示数变化了2V；再闭合开关S2和S3，电流表示数又变化了1.1A，此时灯泡L恰好正常发光。下列说法中错误的是（）。A．滑动变阻器R2的最大阻值为30；B．电源电压为12V；C．定值电阻R1的阻值为10；D．只闭合开关S1，电路总功率的变化范围为4.8W-14.4W【解题技巧提炼】1.解题思路：无论是哪种极值问题，都离不开所学理论知识和计算方法。拿到考题考生首先要看清题目给出的条件和问题，分析属于哪种最值问题，然后再插手计算。2.最小值问题：常见的是求电路电流最小值、最小功率和最小电热等问题。解此类问题，一定要分清在什么情况下出现最小值，电路出现最小值时具有什么特点，从哪个角度入手进行计算。例如：变阻器划片移动到最右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路电流最小，电源的输出电功率最小。3.最大值问题：常见的类型是求电路最大电流、最大功率和滑动变阻器最大值等。解此类问题，一定要分清在什么情况下出现最大值，电路出现最大值时具有什么特点，从哪个角度入手进行计算。但有一点，无论是哪类最大值问题，电路的计算都离不开欧姆定律、电功和电功率、焦耳定律等知识，计算方法也相同。4.物理量取值范围问题：此类考题也经常出现，主要特点是求电流、电功率或变阻器的阻值在哪个范围内变化，常见题型有选择题和计算题，以计算题居多。实际上，取值范围问题就是最小值问题和最大值问题的结合，只要能求出最小值和最大值，那要求的物理量取值范围也就得以解决。例如：变阻器划片从一端移动到另一端时，接入电路中的电阻会从最大变为最小（或从最小变为最大），电路中的电流也会从最小变为最大（或从最大变为最小），进而引起其他物理量在一定范围内发生变化。※题型二：电路极值的综合计算【例题3】（2021·湖北十堰市·中考真题）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。求：（1）小灯泡的额定功率和定值电阻R0的阻值；（2）滑动变阻器的最大阻值；（3）电路总功率的最大值和最小值。【例题4】（2021·湖南长沙市·中考真题）下图是小伟做课外实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从一个端点A移到另一个端点B时，在下表中记录下滑片在这两个端点时电压表V1、V2的信息，滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有“2.5V0.5A”的字样，灯的电阻随温度的变化忽略不计，电源电压恒定不变。求：滑动变阻器的滑片位置电压表V1的示数U1/V电压表V2的示数U2/VA9U09U0B6U010U0（1）灯泡正常发光时的电阻；（2）灯泡正常发光100s消耗的电能；（3）闭合开关，滑片从端点A移到端点B的过程中电路总功率的最小值。★题型一：电路极值的简单计算1．（2021·山东枣庄市·中考真题）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合开关，电流表示数为0.1A，小灯泡的功率为0.3W。移动滑片，使滑动变阻器最大阻值的接入电路，电流表示数为0.2A，小灯泡恰好正常发光，且小灯泡消耗的功率为1W，下列计算结果错误的是（）。A．电源电压为9V；B．小灯泡正常发光时电阻为25；C．滑动变阻器的最大阻值为60；D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率为4W2．（2021·黑龙江中考真题）如图甲所示的电路中，电源电压为且保持不变，闭合开关后，滑片P从端移动到端的过程中，电压表的示数与电流表的示数的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（）。A．的阻值为 B．电路消耗的最小功率为C．滑动变阻器的最大阻值为 D．电路消耗的最大功率为3．（2021·黑龙江中考真题）如图所示的电路中，电源电压为且保持不变，电流表量程为“”，电压表量程为“”，小灯泡标有“”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器上标有“”字样。闭合开关，在保证电路元件安全情况下，则电压表的示数变化范围是______，小灯泡的最小功率为______。4．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题）如图所示，电源电压6V保持不变，R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，若只闭合S2、R1与R2两端电压之比为______；若同时闭合三个开关，R2与R3电流之比为______；电路中的最大功率可达______W。★题型二：电路极值的综合计算1．（2021·黑龙江绥化市·中考真题）如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=20Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“8V4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：（1）小灯泡正常工作一分钟消耗多少电能?（2）电源电压是多少伏?（3）当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的最大功率是多少?2．（2021·广东中考真题）如图甲电路，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时，R0的电功率和电流的P-I关系图像如图乙所示，求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器的最大阻值。3．（2021·河北中考真题）如图所示，小灯泡L规格为“5V1W”，R0=50Ω，电源电压不变，电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”。闭合开关，小灯泡L正常发光。（1）求R0的功率和电源电压；（2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω1A”、“100Ω0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路，选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？4．（2021·湖南郴州市·中考真题）如图甲所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S．滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求：（1）滑动变阻器接入电路电阻为零时，电路中的电流；（2）滑动变阻器接入电路电阻最大时，滑动变阳器两端的电压；（3）滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中，滑动变阳器的最大功率。1．（2021·黑龙江齐齐哈尔市·中考真题）如图所示，电源电压保持不变，电压表选择“”量程，电流表选择“”量程，电阻阻值为，滑动变阻器规格为“”，闭合开关S，在保证各元件安全的条件下，移动滑片P的过程中，下列说法正确的是（）。A．电流表的变化范围是B．电压表的变化范围是；C．滑动变阻器的阻值变化范围是；D．该电路的最大总功率是2．（2021·广西贵港·中考真题）如图所示的电路，灯L标有“6V3.6W”字样，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P移到最右端时，灯L正常发光；滑片P移到最左端时，电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受温度影响，下列四个结论正确的是（）。①灯L正常发光时的电阻为12Ω；②电源电压为6V；③滑动变阻器的最大阻值为20Ω；④电路消耗的总功率的变化范围为1.44～3.6WA．①② B．②④ C．②③ D．③④R3．（2021·甘肃兰州·中考真题）如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为，电压表量程为，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的规格为“”。闭合开关S，在确保电路安全的前提下，移动滑动变阻器的滑片P，下列说法中正确的是（）。A．电路消耗的最大总功率为3W；B．电流表示数的变化范围为；C．滑动变阻器接入电路的最小阻值为2Ω；D．电阻消耗的最大功率为0.9W4．（2021·贵州黔东南·中考真题）如图所示，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L标有“2.5V1.25W”字样（设灯丝电阻不变），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，下列正确的是（）。A．电流表的示数最大为0.6A B．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4ΩC．灯泡消耗的最小电功率为0.12W D．电路消耗的最大功率为2.7W5．（2021·四川攀枝花·中考真题）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R0为定值电阻、R为电阻箱，调整电阻箱R的电阻值。电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示，以下说法中正确的是（）。A．电源电压为3.6V；B．通过R0的最大电流为2A；C．调整电阻箱R的阻值，则R的最大功率为0.75W；D．调整电阻箱R的阻值，则R0的最大功率为0.48W6．（2021·辽宁辽宁·中考真题）如图电路电源电压不变，滑动变阻器为“20Ω0.5A”，小灯泡的额定电压为6V，电流表的量程为“0-0.6A”。只闭合开关S2时小灯泡正常发光，将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A。闭合开关S1、S2，在电路安全情况下，下列说法正确的是（）。A．小灯泡的额定功率为12W；B．电路功率最小时工作10s所消耗的电能为18J；C．电路的最大功率为3.6W；D．滑动变阻器连入的阻值范围是20Ω-15Ω7．（2021·辽宁辽宁·中考真题）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则（）。A．滑动变阻器的最大阻值是20Ω；B．滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是10Ω；C．电源电压为8V；D．电路消耗的最大电功率为14.4W8．（2021·辽宁辽宁·中考真题）如图所示的电路，电源电压恒定，R0=36Ω，滑动变阻器R1的规格为“48Ω2A”，电流表的量程为“0.3A”，小灯泡L上标有“12V6W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当只闭合开关S且R1连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光，在电路安全的情况下，以下计算结果正确的是（）。A．电源电压为18V；B．当只闭合开关S时，小灯泡的最小功率是1.5W；C．当开关都闭合时，电路的总电流最大值是2.5A；D．只闭合开关S和S2，滑动变阻器连入的最小值是6Ω9．（2021·山东烟台·中考真题）如图所示，电源电压恒为12V，滑动变阻器的最大阻值为48，电流表量程为0～0.6A，小灯泡标有“6V，3W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当S、S1和S2都闭合时，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的总功率最小且为6W，定值电阻R0的阻值为___________；当只闭合S时，电路中允许通过的最大电流为_________A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________。10．（2021·辽宁辽宁·中考真题）如图甲所示电路，电流表A1的量程为0~3A，A2的量程为0~0.6A，闭合开关S。电压表V示数为12V，小灯泡正常发光。在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器R的滑片，电流表A1示数与R连入的阻值的关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为______W，滑动变阻器R连入电路的最小阻值为______Ω，当滑动变阻器的滑片置于中点时，电流表A1的示数为______A。11．（2021·江苏中考真题）如图所示，电源电压恒定，R1=12Ω，R2=5Ω，滑动变阻器R3的规格是“20Ω1.5A”，电流表A1、A2的量程都是0～3A，电压表的量程是0～15V，（1）只闭合开关S，移动滑片，当电流表A2的示数为0.8A时，电压表示数为8V，则电源电压是______V，变阻器接入电路的电阻是______；（2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，电流表A1、A2的示数之比是______，1min内R1产生的热量为______J，为保证电路安全，变阻器接入电路的阻值范围是______Ω。12．（2021·山东菏泽市·中考真题）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。（1）求R1的阻值；（2）求R2的最大阻值；（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？13．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题）如图所示电路，电源电压保持不变，电流表量程0-0.6A，电压表量程0-15V灯泡上标有“6V3W”字样，R1=18Ω。（a）当开关S2断开，S、S1闭合，滑片移到变阻器中点时，灯泡正常发光。（b）当S1断开，S、S2闭合，滑片移至最大阻值处时，电流表示数为0.3A。求：（1）灯泡正常发光时的电阻多大?（2）电源电压多大?（3）若将R1换成R3=9Ω的定值电阻，闭合开关S、S2，断开S1，电路中的电功率变化范围（结果保留一位小数）?14．（2021·山东潍坊市·中考真题）某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中、、均为发热电阻，已知，，，仅闭合S1时，加热功率；仅闭合S2时，加热功率，求：（1）电源电压U及的电阻值；（2）该装置的最大加热功率。15．（2021·四川凉山彝族自治州·中考真题）如图所示电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图所示，当滑片P在b端时电流表示数为0.3A。（1）求R2的最大阻值；（2）若滑片P置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为1.2W，求电源电压U和R0的阻值；（3）若滑动变阻器的滑片P从a端向b端每移动lcm阻值改变1Ω，设滑片P从a端移动到b端的距离为xcm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式。16．（2021·湖北荆州·中考真题）如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S