專題10 電學極值、范圍問題-備戰(zhàn)2021年中考物理典型專題各個擊破（電學專題）（解析版）

1、備戰(zhàn)2021年中考物理電學典型專題各個擊破專題10 電路極值、范圍問題*在中考電學中，考查的主要是串聯電路情況，很少考查并聯電路（并聯電路可轉化為串聯型電路分析）。在串聯電路中，有下列五種題型：（1）最大電流限制型求滑動變阻器最小值；（2）定值電阻最大電壓限制型求滑動變阻器最小值；（3）變化電阻最大電壓限制型求滑動變阻器最大值；（4）電流表、電壓表反對應型，電流、電壓都有限制求滑動變阻器的阻值范圍；電流表、電壓表反對應型。如圖所示，考查頻率較高。這類題的特點是：電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，滑動變阻器接入阻值最小，當電流表示數取到最大值時，電壓表示數最??；滑動變阻器接入阻值最大，當電壓表示數最

2、大時，電流表示數最小。解法：當電壓表示數最大時，滑動變阻器阻值達到最大；可見電壓表量程限定了滑動變阻器接入的最大值；當電流達到最大值時，滑動變阻器阻值達到最小(即滑動變阻器阻值再小，電路會被燒壞），可見電流限定了滑動變阻器接入阻值的最小值。為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值應該同時滿足電路中對電流和電壓的要求。（5）電流表、電壓表正對應型，電流、電壓都有限制求滑動變阻器的最小值；如圖所示，這類題的特點是：電壓表測定值電阻兩端的電壓，電壓表和電流表示數同時增大或減小，所以兩表量程限定的都是滑動變阻器接入阻值的最小值，此時需解得兩個阻值中較大值，才不至于把電路燒壞。1在如圖的電路中，圖甲的

3、電源電壓為9V且保持不變，電流表的規(guī)格為00.6A，電壓表的規(guī)格為015V，燈泡上標有“6V 6W”字樣，燈泡電流隨電壓變化關系如圖乙所示，則下列說法錯誤的是（）A當電流表示數為0.4A時，電壓表的示數為8VB為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路中的最小阻值是11.67C燈泡消耗的最大功率為5.4WD燈泡消耗的最大功率為1.2W【解析】由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。A、當電流表示數為0.4A時，由圖象可知燈泡兩端的電壓UL1V，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電壓表的示數：URUUL9V1V8V；故A正確；B、由PUI，燈

4、泡的額定電流：IL1A，因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為00.6A，所以，電路中的最大電流Imax0.6A，由圖象可知，燈泡兩端的電壓UL2V，此時滑動變阻器兩端的電壓：U滑UUL9V2V7V，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：Rmax11.67，故B正確；CD、燈泡消耗的最大功率：PLULI大2V0.6A1.2W，故C錯誤，D正確。故選：C。2某同學在做電學實驗時，連成的電路如圖所示，已知他所使用的電流表量程為00.6A，電壓表量程為03V，滑動變阻器的最大阻值為50，定值電阻R為10，電源電壓為6V且保持不變。S閉合后，在實驗操作正確的情況下，下列說法正確的是（）A電流表的最大示

5、數是0.6AB電壓表的最小示數是0C滑動變阻器消耗的最小電功率為0D電阻R消耗的最大電功率為0.9W【解析】A、D、電壓表的量程為03V，電阻兩端電壓最大為UR3V，電路電流最大為I最大0.3A；電阻R消耗的最大功率為P最大URI最大3V0.3A0.9W選項A錯誤，選項D正確；B、串聯電路用電器兩端電壓與其阻值成正比，電壓表示數最小，也就是滑動變阻器兩端電壓最大，即滑動變阻器接入電路電阻最大，為R050，即，解得U最小1V，即電壓表的最小示數為1V此選項錯誤；C、電壓表的量程為03V，滑動變阻器兩端電壓最小為U0UUR6V3V3V，滑動變阻器消耗的最小功率為P0U0I最大3V0.3A0.9W此

6、選項錯誤。故選：D。3圖甲所示的電路，在滑動變阻器R2的滑片P從B向A滑動的過程中，電壓表與電流表示數的變化關系如圖乙所示，則下列說法中正確的（）AR1的阻值是200B電流表的示數是0.4A時，R2接入電路的阻值是25C電源電壓是16VD該電路的最大電功率為7.2W【解析】由乙圖知，當滑動變阻器接入電路電阻最大時，兩端電壓最大，為14V；此時電路電流最小，為0.2A，因為I，所以滑動變阻器的最大阻值為R270。根據題意得：0.2A0.9A解得，U18V，R120，故A錯誤，C錯誤；B、當電路電流為I0.4A時，電路總電阻為R45，所以滑動變阻器接入電路的電阻為R2RR1452025，故B正確；

7、D、電路消耗的最大功率為P最大UI最大18V0.9A16.2W，故D錯誤；故選：B。4如圖甲所示，電源電壓保持不變，m、n是滑動變阻器上兩點。閉合開關S，滑動變阻器的滑片P從n點滑到m點的過程中，兩電壓表示數隨電流變化的圖像如圖乙所示，下列敘述正確的是（）A圖乙中ab是表示電壓表V1的示數隨電流變化的圖像BR2的阻值為16C滑片從n點滑到m點的過程中，電源消耗的最大功率是12WD滑片在n點時，5s內電阻R消耗的電能是20J【解析】由電路圖可知，R、R1、R2串聯，電壓表V1測R1兩端電壓，電壓表V2測R2兩端電壓，電流表測電路中電流。A.滑動變阻器的滑片P從n點滑到m點的過程中，R1連入電路的

8、阻值變小，電路中總電阻變小，由I可知，電路中的電流變大，R2兩端的電壓變大，即電壓表V2的示數變大，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R1兩端的電壓變小，即電壓表V1的示數變小，綜上可知，圖乙中，bc段表示V1的示數隨電流表示數的變化的圖線，ab段表示V2的示數隨電流表示數變化的圖線，故A錯誤；B.由圖乙可知，當的電流In0.5A時，電壓表V2的示數U22V，由I可得，電阻R24，故B錯誤；C.當滑片位于n點時，接入電路中的電阻較大，電路中的電流較小，由圖乙可知，電路中的電流In0.5A，兩電壓表的示數分別為U18V，U22V，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源電壓UU1+

9、U2+InR8V+2V+0.5AR當滑片位于m點時，接入電路中的電阻較小，電路中的電流較大，由圖乙可知，電路中的電流Im1A，兩電壓表的示數分別為U1U24V，則電源的電壓UU1+U2+ImR4V+4V+1AR由可得：R4，U12V，滑片從n點滑到m點的過程中，電源消耗的最大功率PUIm12V1A12W，故C正確；D.滑片在n點時，5s內電阻R消耗的電能WRURIntIn2Rt（0.5A）245s5J，故D錯誤。故選：C。5如圖甲所示，電源電壓不變，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器R的滑片，使電壓表示數從5V變?yōu)?0V過程中，定值電阻R0電功率變化了7.5W，電路總功率變化了9W。滑動變阻器R的電功

10、率PR與電壓表示數U的關系如圖乙所示，滑動變阻器R的滑片在a點和b點時，對應電壓表示數為Ua和Ub，且Ub2Ua。下列說法正確的是（）A定值電阻R0的阻值是5B電源電壓是15VCR的滑片在a點時的電阻是10DR的最大電功率是8.1W【解析】由電路圖可知，閉合開關，R與R0串聯，電壓表測R0兩端的電壓。A、由題意可知，電壓表示數從5V變?yōu)?0V過程中，定值電阻R0電功率變化了7.5W，由PUI可得：7.5W，解得：R010，故A錯誤；B、由題意可知，電壓表示數從5V變?yōu)?0V過程中，電路總功率變化了9W，因串聯電路中各處的電流相等，所以電路中的電流分別為：I0.5A、I1A，由PUI可得，UIU

11、IU（1A0.5A）9W，解得：U18V，故B錯誤；C、滑動變阻器R的滑片在a點和b點時，對應電壓表示數為Ua和Ub，且Ub2Ua，電路中的電流分別為：Ia，Ib，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器R的電功率：PRa（UUa）Ia（18VUa），PRb（UUb）Ib（18V2Ua），由圖乙可知，PRaPRb，即：（18VUa）（18V2Ua），解得：Ua6V，則R的滑片在a點時的電阻：Ra20，故C錯誤；D、滑動變阻器R的電功率：PRURI（UIR0）I（18VI10）I10（I21+1.8VI）10（I21+1.8VI0.81W+0.81W）8.1W10（I0.9A）2，當

12、I0.9A時，滑動變阻器的功率最大，其最大功率為8.1W，故D正確。故選：D。6在如圖所示的電路中，電源電壓為4.5V保持不變，電壓表量程為03V，電流表量程為00.6A，滑動變阻器R的規(guī)格是“10 1A”，燈泡L標有“2.5V 0.5A”字樣，若閉合開關S，兩電表示數均不超過所選的量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓，不考慮燈絲電阻的變化，則下列說法正確的是（）電流表的示數變化范圍0.25A0.5A燈泡消耗的最小功率為0.45W電路消耗的最大總功率為2.25W滑動變阻器允許調節(jié)的阻值范圍是2.510A只有正確B只有正確C只有正確D都正確【解析】燈泡和滑動變阻器是串聯的，電流表測量整個電路電流

13、，電壓表測量燈泡的電壓。（1）當滑動變阻器電阻最大時，電路電流最小電流表不會被燒壞，電壓表示數也變小也不會被燒壞，所以滑動變阻器可以取最大值10根據I得燈泡電阻：RL5；則電路中的總電阻R總RL+R滑5+1015，電路電流為：I最小0.3A，根據I得電壓表最小示數為：UL最小I最小RL0.3A51.5V；（2）因為要照顧元件中最小的電流值，否則會燒壞最小電流的用電器，則根據電流表量程為00.6A，滑動變阻器R的規(guī)格是“10 1A”，燈泡L的額定電流為0.5A，可知：電路中最大電流I最大IL額0.5A，此時滑動變阻器連入電路的電阻最小，由于電流為0.5A時，燈泡正常工作，電壓表測量燈泡電壓，故電

14、壓表最大示數為2.5V，根據串聯電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和可知：此時滑動變阻器兩端的電壓為U滑最小UUL4.5V2.5V2V，根據I得滑動變阻器連入電路的最小電阻：R滑最小4；綜合分析可得：電流表的示數變化范圍0.3A0.5A，故錯誤；燈泡的最小電流為0.3A，最小電壓是1.5V，燈泡消耗的最小功率：PUI總1.5V0.3A0.45W，故正確；電源電壓是4.5V，最大電流是0.5A，電路最大功率：PUI4.5V0.5A2.25W，故正確；滑動變阻器允許調節(jié)的阻值范圍是410電，故錯誤。故選：A。7如圖是一個油量表的示意圖，滑動變阻器規(guī)格為“20 1A”。閉合開關，當浮球最低時滑片P

15、滑到a端，電流表示數為0.3A，當浮球最高時，滑片P滑到b端，電流表示數為0.5A下列說法錯誤的是（）A電阻R1的阻值為30B電源電壓為15VC在加滿油后，1min內電阻R1產生的熱量為450JD電阻R1最小功率為7.5W【解析】由電路圖可知，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流。（1）當滑片位于a端時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，由I可得，電源的電壓：UIa（R1+R2）0.3A（R1+20），當滑片位于b端時，電路為R1的簡單電路，則電源的電壓：UIbR10.5AR1，因電源的電壓不變，所以，0.3A（R1+20）0.5AR1，解得：R130，

16、故A正確；電源的電壓UIbR10.5A3015V，故B正確；（2）在加滿油后，滑片位于b端，則1min內電阻R1產生的熱量：Q1Ib2R1t（0.5A）23060s450J，故C正確；當滑片位于a端時，電阻R1的功率最小，則P1Ia2R1（0.3A）2302.7W，故D錯誤。故選：D。8（多選）如圖所示電路，電源電壓保持不變，不計溫度對電阻值的影響?；瑒幼冏杵鞯幕谀硟牲c間移動時，電流表的示數變化范圍在0.2A至0.6A，電壓表的示數變化范圍在2V至6V以下說法正確的是（）A電源電壓為8VB當滑動變阻器的滑片在這兩點間移動過程中，滑動變阻器消耗的最大電功率是3.6WC定值電阻R的阻值是10D

17、定值電阻R的電功率變化了1.6W【解析】（1）由電路圖可知，滑動變阻器接入電路的阻值越大，電壓表示數越大，電路電流越小，設電源電壓是U，當I10.2A時，U16V，定值電阻兩端電壓URUU1U6V，電路電流I10.2A ，當I20.6A時，U22V，定值電阻兩端電壓URUU2U2V，電路電流I20.6A ，得：，則U8V，把U8V代入，解得R10，故AC正確。（2）滑動變阻器消耗的電功率：PI2R滑R滑，當R滑R10時，滑動變阻器消耗的功率最大，此時電路電流I0.4A，滑動變阻器消耗的最大功率P最大1.6W，故B錯誤；（3）I10.2A時，定值電阻電功率PRI1R2（0.2A）2100.4W，

18、I20.6A時，定值電阻電功率PRI2R2（0.6A）2103.6W，定值電阻電功率的變化PPRPR3.6W0.4W3.2W，故D錯誤；故選：AC。9如圖所示，電源電壓為4.5V保持不變，電壓表量程選擇“03V”，電流表量程選擇“00.6A”，滑動變阻器R規(guī)格為“20 1A”，小燈泡L上標有“2.5V 1.25W”字樣（忽略燈絲電阻的變化），閉合開關S，若兩電表示數均不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓，電路的最大功率為2.25W，電路中的電流范圍為0.3A0.5A?！窘馕觥坑呻娐穲D知，閉合開關，R與L串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由P得，燈泡的阻值：RL5，滑片移動的

19、過程中，當燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流是最大的，由PUI得，電路中的最大電流：I大0.5A；根據PUI可知，電路中的電流最大時，總功率最大，最大功率為：PUI大4.5V0.5A2.25W；串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，由串聯電路分壓原理可知當電壓表示數為3V時，滑動變阻器連入電路中的阻值最大，此時燈泡兩端的電壓：ULUUR4.5V3V1.5V，電路中的最小電流：I小0.3A。故答案為：2.25；0.30.5。10如圖所示，電路中電源電壓保持不變，小燈泡標有“3V 1.5W”字樣，不考慮燈泡電阻隨溫度的變化，滑動變阻器R的最大阻值為24，電流表量程為00.6A，電壓表量程為03V當開關S閉合

20、后，滑動變阻器R接入電路的電阻為3時小燈泡正常發(fā)光。為了保證電路安全，小燈泡電壓不超過額定電壓，兩電表的示數均不超過所選量程。則電源電壓為4.5V；滑動變阻器接入電路的阻值范圍是312；電路的最大功率為2.25W?！窘馕觥坑蓤D知，燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；（1）由P可得燈泡的電阻：RL6，由PUI可得，燈泡正常發(fā)光時通過的電流：I額0.5A，由題知，當開關S閉合后，滑動變阻器R接入電路的電阻為3時，小燈泡正常發(fā)光，由歐姆定律和電阻的串聯可得電源電壓：UI額R串I額（R+RL）0.5A（3+6）4.5V；（2）因串聯電路中電流處處相等，且電流表量程為0

21、0.6A，燈泡的額定電流為0.5A，所以為了保證電路中各元件安全工作，電路中的最大電流I最大I額0.5A，此時滑動變阻器連入電路中阻值為最小阻值，即：R最小3，由于電壓表量程為03V，當電壓表的示數最大為U滑3V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大；此時燈泡兩端的電壓為：ULUU滑4.5V3V1.5V，此時電路的電流為：I最小0.25A，滑動變阻器接入電路的最大阻值：R最大12，所以為保護電路，變阻器接入電路的阻值范圍是312；（3）電路的最大功率：P最大UI最大4.5V0.5A2.25W。故答案為：4.5；312；2.25。11兩個電阻，分別標有“3V、0.5A”和“6V、0.3A”字樣。將它們

22、串聯后接入電路使用，那么電路中的電流不能超過0.3A，電路兩端的電壓不能超過7.8V；將它們并聯后接入電路使用，那么電路兩端的電壓不能超過3V，干路電流不能超過0.65A?！窘馕觥浚?）從題可知，I10.5A，I20.3A，因為串聯電路中各處各處的電流相等，且I1I2，所以當它們串聯接到電路里時，為了讓每一個用電器都工作，串聯電路中的電流為I20.3A；由I可得，兩電阻的阻值：R16，R220，串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，串聯后接入電路總電阻：RR1+R26+2026；電路兩端的總電壓UI2R0.3A267.8V；（2）當它們并聯接到電路里時，U13V，U26V，因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且U1U2，為了讓每一個用電器都工作，并聯電路兩端的電壓為U13V。干路電流：I+0.65A。故答