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

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

2、大時(shí)，電流表示數(shù)最小。解法：當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值達(dá)到最大；可見電壓表量程限定了滑動(dòng)變阻器接入的最大值；當(dāng)電流達(dá)到最大值時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值達(dá)到最小(即滑動(dòng)變阻器阻值再小，電路會被燒壞），可見電流限定了滑動(dòng)變阻器接入阻值的最小值。為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)該同時(shí)滿足電路中對電流和電壓的要求。（5）電流表、電壓表正對應(yīng)型，電流、電壓都有限制求滑動(dòng)變阻器的最小值；如圖所示，這類題的特點(diǎn)是：電壓表測定值電阻兩端的電壓，電壓表和電流表示數(shù)同時(shí)增大或減小，所以兩表量程限定的都是滑動(dòng)變阻器接入阻值的最小值，此時(shí)需解得兩個(gè)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(biāo)有“6V 6W”字樣，燈泡電流隨電壓變化關(guān)系如圖乙所示，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)為8VB為了保證電路安全，滑動(dòng)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(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。A、當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，由圖象可知燈泡兩端的電壓UL1V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電壓表的示數(shù)：URUUL9V1V8V；故A正確；B、由PUI，燈

4、泡的額定電流：IL1A，因串聯(lián)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(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U滑UUL9V2V7V，滑動(dòng)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(cuò)誤，D正確。故選：C。2某同學(xué)在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shù)是0.6AB電壓表的最小示數(shù)是0C滑動(dòng)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(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；B、串聯(lián)電路用電器兩端電壓與其阻值成正比，電壓表示數(shù)最小，也就是滑動(dòng)變阻器兩端電壓最大，即滑動(dòng)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(shù)為1V此選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、電壓表的量程為03V，滑動(dòng)變阻器兩端電壓最小為U0UUR6V3V3V，滑動(dòng)變阻器消耗的最小功率為P0U0I最大3V0.3A0.9W此

6、選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選：D。3圖甲所示的電路，在滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從B向A滑動(dòng)的過程中，電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)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(shù)是0.4A時(shí)，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(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最大時(shí)，兩端電壓最大，為14V；此時(shí)電路電流最小，為0.2A，因?yàn)镮，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R270。根據(jù)題意得：0.2A0.9A解得，U18V，R120，故A錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；B、當(dāng)電路電流為I0.4A時(shí)，電路總電阻為R45，所以滑動(dòng)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(cuò)誤；故選：B。4如圖甲所示，電源電壓保持不變，m、n是滑動(dòng)變阻器上兩點(diǎn)。閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，兩電壓表示數(shù)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(shù)隨電流變化的圖像BR2的阻值為16C滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，電源消耗的最大功率是12WD滑片在n點(diǎn)時(shí)，5s內(nèi)電阻R消耗的電能是20J【解析】由電路圖可知，R、R1、R2串聯(lián)，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(dòng)變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)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(shù)變大，因串聯(lián)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(shù)變小，綜上可知，圖乙中，bc段表示V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化的圖線，ab段表示V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線，故A錯(cuò)誤；B.由圖乙可知，當(dāng)?shù)碾娏鱅n0.5A時(shí)，電壓表V2的示數(shù)U22V，由I可得，電阻R24，故B錯(cuò)誤；C.當(dāng)滑片位于n點(diǎn)時(shí)，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(shù)分別為U18V，U22V，因串聯(lián)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(dāng)滑片位于m點(diǎn)時(shí)，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(shù)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(diǎn)滑到m點(diǎn)的過程中，電源消耗的最大功率PUIm12V1A12W，故C正確；D.滑片在n點(diǎn)時(shí)，5s內(nèi)電阻R消耗的電能WRURIntIn2Rt（0.5A）245s5J，故D錯(cuò)誤。故選：C。5如圖甲所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片，使電壓表示數(shù)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?；瑒?dòng)變阻器R的電功

10、率PR與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示，滑動(dòng)變阻器R的滑片在a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)，對應(yīng)電壓表示數(shù)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(diǎn)時(shí)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(guān)，R與R0串聯(lián)，電壓表測R0兩端的電壓。A、由題意可知，電壓表示數(shù)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(cuò)誤；B、由題意可知，電壓表示數(shù)從5V變?yōu)?0V過程中，電路總功率變化了9W，因串聯(lián)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(cuò)誤；C、滑動(dòng)變阻器R的滑片在a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)，對應(yīng)電壓表示數(shù)為Ua和Ub，且Ub2Ua，電路中的電流分別為：Ia，Ib，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動(dòng)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(diǎn)時(shí)的電阻：Ra20，故C錯(cuò)誤；D、滑動(dòng)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(dāng)

12、I0.9A時(shí)，滑動(dòng)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(dòng)變阻器R的規(guī)格是“10 1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V 0.5A”字樣，若閉合開關(guān)S，兩電表示數(shù)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(shù)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(dòng)變阻器允許調(diào)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(dòng)變阻器是串聯(lián)的，電流表測量整個(gè)電路電流

13、，電壓表測量燈泡的電壓。（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻最大時(shí)，電路電流最小電流表不會被燒壞，電壓表示數(shù)也變小也不會被燒壞，所以滑動(dòng)變阻器可以取最大值10根據(jù)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(jù)I得電壓表最小示數(shù)為：UL最小I最小RL0.3A51.5V；（2）因?yàn)橐疹櫾凶钚〉碾娏髦?，否則會燒壞最小電流的用電器，則根據(jù)電流表量程為00.6A，滑動(dòng)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(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最小，由于電流為0.5A時(shí)，燈泡正常工作，電壓表測量燈泡電壓，故電

14、壓表最大示數(shù)為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和可知：此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U滑最小UUL4.5V2.5V2V，根據(jù)I得滑動(dòng)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(shù)變化范圍0.3A0.5A，故錯(cuò)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(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的阻值范圍是410電，故錯(cuò)誤。故選：A。7如圖是一個(gè)油量表的示意圖，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20 1A”。閉合開關(guān)，當(dāng)浮球最低時(shí)滑片P

15、滑到a端，電流表示數(shù)為0.3A，當(dāng)浮球最高時(shí)，滑片P滑到b端，電流表示數(shù)為0.5A下列說法錯(cuò)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(nèi)電阻R1產(chǎn)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(lián)，電流表測電路中的電流。（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，因串聯(lián)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(dāng)滑片位于b端時(shí)，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(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量：Q1Ib2R1t（0.5A）23060s450J，故C正確；當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電阻R1的功率最小，則P1Ia2R1（0.3A）2302.7W，故D錯(cuò)誤。故選：D。8（多選）如圖所示電路，電源電壓保持不變，不計(jì)溫度對電阻值的影響?；瑒?dòng)變阻器的滑片在某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變化范圍在0.2A至0.6A，電壓表的示數(shù)變化范圍在2V至6V以下說法正確的是（）A電源電壓為8VB當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在這兩點(diǎn)間移動(dòng)過程中，滑動(dòng)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(dòng)變阻器接入電路的阻值越大，電壓表示數(shù)越大，電路電流越小，設(shè)電源電壓是U，當(dāng)I10.2A時(shí)，U16V，定值電阻兩端電壓URUU1U6V，電路電流I10.2A ，當(dāng)I20.6A時(shí)，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(dòng)變阻器消耗的電功率：PI2R滑R滑，當(dāng)R滑R10時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，此時(shí)電路電流I0.4A，滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率P最大1.6W，故B錯(cuò)誤；（3）I10.2A時(shí)，定值電阻電功率PRI1R2（0.2A）2100.4W，

18、I20.6A時(shí)，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(cuò)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(dòng)變阻器R規(guī)格為“20 1A”，小燈泡L上標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（忽略燈絲電阻的變化），閉合開關(guān)S，若兩電表示數(shù)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(guān)，R與L串聯(lián)，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(dòng)的

19、過程中，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，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(jù)PUI可知，電路中的電流最大時(shí)，總功率最大，最大功率為：PUI大4.5V0.5A2.25W；串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，由串聯(lián)電路分壓原理可知當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值最大，此時(shí)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(biāo)有“3V 1.5W”字樣，不考慮燈泡電阻隨溫度的變化，滑動(dòng)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(dāng)開關(guān)S閉合

20、后，滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻為3時(shí)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(shù)均不超過所選量程。則電源電壓為4.5V；滑動(dòng)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(dòng)變阻器串聯(lián)，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(shí)通過的電流：I額0.5A，由題知，當(dāng)開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻為3時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)可得電源電壓：UI額R串I額（R+RL）0.5A（3+6）4.5V；（2）因串聯(lián)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(shí)滑動(dòng)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(dāng)電壓表的示數(shù)最大為U滑3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大；此時(shí)燈泡兩端的電壓為：ULUU滑4.5V3V1.5V，此時(shí)電路的電流為：I最小0.25A，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R最大12，所以為保護(hù)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(gè)電阻，分別標(biāo)有“3V、0.5A”和“6V、0.3A”字樣。將它們

22、串聯(lián)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(lián)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?yàn)榇?lián)電路中各處各處的電流相等，且I1I2，所以當(dāng)它們串聯(lián)接到電路里時(shí)，為了讓每一個(gè)用電器都工作，串聯(lián)電路中的電流為I20.3A；由I可得，兩電阻的阻值：R16，R220，串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，串聯(lián)后接入電路總電阻：RR1+R26+2026；電路兩端的總電壓UI2R0.3A267.8V；（2）當(dāng)它們并聯(lián)接到電路里時(shí)，U13V，U26V，因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且U1U2，為了讓每一個(gè)用電器都工作，并聯(lián)電路兩端的電壓為U13V。干路電流：I+0.65A。故答