2024海南中考物理二輪重點(diǎn)專題研究 微專題 極值范圍類計(jì)算（課件）

極值范圍類計(jì)算微專題知識(shí)精講2重難點(diǎn)突破海南近年真題及拓展1海南近年真題及拓展極值范圍類計(jì)算(10年4考)命題點(diǎn)基礎(chǔ)小練1.如圖所示，電源電壓保持不變，定值電阻R1的阻值為20Ω，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑片從滑動(dòng)變阻器的一端移動(dòng)到另一端時(shí)，電流表示數(shù)的變化范圍為0.1～0.5A．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)由圖可知，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2___聯(lián)．(2)當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A，此時(shí)電路中的電流最大，總電阻最小，所以滑片P在最___(選填“左”或“右”)端，電源電壓為_(kāi)__V.串左10(3)當(dāng)滑片P在最右端時(shí)，定值電阻R1兩端的電壓為_(kāi)_V，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為_(kāi)__Ω，此時(shí)電路消耗的功率最___，其值為_(kāi)_W.(4)若滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“30Ω

0.4A”，則電流表示數(shù)變化的最大值為_(kāi)___A，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為_(kāi)_____Ω.280小10.25～302.如圖甲所示是某超聲波加濕器內(nèi)部濕度監(jiān)測(cè)裝置的簡(jiǎn)化電路．已知電源電壓為12V，定值電阻R0的阻值為30Ω，電流表的量程為0～300mA，電壓表的量程為0～9V．濕敏電阻R的阻值隨濕度RH變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，其阻值最大為120Ω(圖中未畫出).則在電路安全工作的前提下：(1)濕敏電阻R的阻值隨濕度RH的增大而_____(選填“增大”或“減小”)，由圖乙可知，濕敏電阻R的最小阻值為_(kāi)__Ω.增大10(2)濕敏電阻R的阻值最小時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的最大電流為_(kāi)___A；根據(jù)P＝I2R可知，此時(shí)定值電阻R0消耗的功率最大，為_(kāi)__W.(3)電壓表的量程為0～9V，所以電壓表的最大示數(shù)為_(kāi)_V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，定值電阻R0兩端的電壓為_(kāi)_V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，此時(shí)濕敏電阻R的阻值最大，為_(kāi)__Ω，由圖乙可知，該裝置能監(jiān)測(cè)的最大濕度值為_(kāi)____．0.32.7939080%類型1純電路圖類(2022.22)3.(2022年22題12分)如圖甲所示的電路中，電阻R1的阻值為20Ω，R2為滑動(dòng)變阻器，其規(guī)格能夠滿足電路要求．電流表

、

的表盤如圖乙所示，電源電壓為12V，且保持不變．閉合開(kāi)關(guān)S，在保持電路元件正常使用的情況下，求：(1)電流表

的示數(shù)；(2)電路中的最大電功率P最大為多少？此時(shí)通過(guò)R2的電流I2是多少？(3)若R2為一個(gè)規(guī)格為“30Ω

2A”的滑動(dòng)變阻器，電流表

的示數(shù)變化的最大值ΔI是多少？(4)聯(lián)系家庭電路，并結(jié)合以上計(jì)算結(jié)果，類比說(shuō)一說(shuō)對(duì)合理使用家用電器的啟示．解：(1)電流表的示數(shù)：I1＝

＝

＝0.6A(2)根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，干路電流等于各支路電流之和，因此電流表

的示數(shù)應(yīng)該大于電流表

的示數(shù)，電流表

量程為大量程，為了電路元件的正常工作，干路的電流不能大于3A，也就是干路的最大電流為3A，電路的最大功率為：P最大＝UI＝12V×3A＝36W此時(shí)通過(guò)R2的電流為：I2＝I－I1＝3A－0.6A＝2.4A(3)根據(jù)滑動(dòng)變阻器的規(guī)格可知，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最大電流為2A，因此干路的電流最大為：I最大＝I1＋I(xiàn)2′＝0.6A＋2A＝2.6A當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑到最大值處時(shí)，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流最小，此時(shí)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為：I2″＝

＝

＝0.4A通過(guò)干路的最小電流為I最?。絀1＋I(xiàn)2″＝0.6A＋0.4A＝1A電流表

的示數(shù)最大變化量為ΔI＝I最大－I最?。?.6A－1A＝1.6A(4)答：在并聯(lián)電路中，支路電流的變化將直接影響干路的電流，進(jìn)而影響電路的總功率．類比家庭電路，在購(gòu)買和使用較大功率的家用電器時(shí)，要考慮家庭電路的承受能力，避免因?yàn)榧矣秒娖鞴β蔬^(guò)大，超出電路的功率適用范圍，進(jìn)而影響整個(gè)電路的正常使用和安全．類型2實(shí)際應(yīng)用類4.(2022年22題12分)如圖甲所示，是一種電加熱恒溫箱的簡(jiǎn)化工作原理電路圖.工作電路由電壓U0＝220V的電源和阻值為R0＝88Ω的電熱絲組成.控制電路是由電壓U1＝7.5V的電源、開(kāi)關(guān)、電磁繼電器(線圈電阻不計(jì))、電阻箱R1(可取值范圍為0～120Ω)和熱敏電阻Rt組成的，熱敏電阻Rt的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示.當(dāng)控制電路的電流達(dá)到50mA時(shí)，銜鐵才吸合，從而切斷右邊工作電路，停止加熱．(1)由乙圖可知熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的升高而_____(選填“增大”、“不變”或“減小”)．(2)求工作電路中電熱絲R0工作時(shí)的電流和工作5min產(chǎn)生的熱量．(3)如果恒溫箱的溫度設(shè)定為60℃，則電阻箱R1應(yīng)取多大阻值．(4)該恒溫箱可設(shè)定的最高溫度是多少℃.減小解：(2)根據(jù)歐姆定律可得，I0＝

＝

＝2.5A工作5min產(chǎn)生的熱量Q＝W＝U0I0t＝220V×2.5A×5×60s＝1.65×105

J(3)當(dāng)恒溫箱的溫度設(shè)定為60℃時(shí)，由圖乙可知，Rt＝80Ω根據(jù)歐姆定律可得：I＝

＝

＝0.05A，可得R1＝70Ω(4)由圖乙可知，當(dāng)Rt最小時(shí)，恒溫箱可設(shè)定的溫度最高，控制電路的電源電壓不變，電流I＝50mA一定，Rt最小時(shí)，R1取最大值為120ΩI′＝

＝

＝0.05A解得Rt′＝30Ω，由圖乙可知，最高溫度為150℃5.(2023年22題12分)如圖甲所示是某電子秤原理圖.托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動(dòng)，R是一根長(zhǎng)X0＝10cm的均勻電阻絲.空盤時(shí)，滑片P位于R的最上端，稱量最大值時(shí)，滑片P位于R的最下端.R最大阻值Rm＝40Ω，電源電壓恒為3V.請(qǐng)完成以下問(wèn)題解答：(1)圖甲中的“質(zhì)量表”用_____表改裝；R0在電路中的作用是_____；(2)空盤時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，電路電流為0.3A，求R0的阻值；電流限流解：(2)空盤時(shí)，R連入電路中的阻值為零．R0的電阻為R0＝

＝

＝10Ω(3)稱量最大質(zhì)量時(shí)，求電路消耗的總功率；(4)已知該彈簧壓縮的長(zhǎng)度ΔL與所受壓力F的關(guān)系如圖乙所示．開(kāi)關(guān)S閉合后，在托盤中放入重為G的物體時(shí)(G＜50N)，求R接入電路的阻值(結(jié)果用含G、X0、Rm的代數(shù)式表示)．(3)稱量最大質(zhì)量時(shí)，R接入電路中的阻值為40Ω，電路中的總電阻R總＝Rm＋R0＝40Ω＋10Ω＝50Ω電路消耗的總功率為P＝

＝

＝0.18W(4)圖像表明k＝

＝

cm/N，則ΔL＝kF.因?yàn)殡娮杞z是均勻的，連入電路中R的阻值與接入的電阻絲長(zhǎng)度成正比，所以R＝Rm·

＝Rm·

＝Rm·

(k＝

cm/N)極值范圍類計(jì)算例1如圖所示，電源電壓4.5V保持不變，燈泡L標(biāo)有“3V

1.5W”字樣，滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“20Ω

1A”字樣，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，不考慮燈絲電阻的變化．求：(1)燈泡L的電阻；解：(1)燈泡L的電阻RL＝

＝

＝6Ω知識(shí)精講重難點(diǎn)突破思路引導(dǎo)(1)電流最大值的限定條件：①燈泡的額定電流(燈泡的規(guī)格)；②滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流(滑動(dòng)變阻器的規(guī)格);③電流表的量程?取其較小值(2)電流最小值的限定條件：串聯(lián)電路，電路總電阻最大時(shí)，即滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電路有最小電流．(2)電流表的示數(shù)變化范圍；解：(2)由題圖可得，燈泡L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；燈泡L的額定電流I額＝

＝

＝0.5A；滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流I滑＝1A；電流表的量程為0～0.6A，因此電路中允許通過(guò)的最大電流Imax＝0.5A電壓表的量程為0～3V，即當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大為3V時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，電路中的電流最小，最小電流Imin＝

＝

＝0.25A因此電流表的示數(shù)變化范圍為0.25A～0.5A思路引導(dǎo)(1)滑動(dòng)變阻器接入電路最大值的限定條件(電壓表并聯(lián)在其兩端)：滑動(dòng)變阻器兩端電壓最大?不超過(guò)電壓表量程(2)滑動(dòng)變阻器接入電路最小值的限定條件：串聯(lián)電路，電路電流最大?不超過(guò)各用電器允許通過(guò)的最大電流、電流表的量程(3)為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化范圍；解：(3)電路中的最大電流Imax＝0.5A，最小電流Imin＝0.25A電路中的最小總電阻R總＝

＝

＝9Ω，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻R滑min＝R總－RL＝9Ω－6Ω＝3Ω電路中的最大總電阻R總′＝

＝

＝18Ω，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻R滑max＝R總′－RL＝18Ω－6Ω＝12Ω即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化范圍為3Ω～12Ω(4)電路消耗的總功率變化范圍；解：(4)電源電壓4.5V保持不變，電路中的最大電流Imax＝0.5A，最小電流Imin＝0.25A電路消耗的最大總功率為Pmax＝UImax＝4.5V×0.5A＝2.25W電路消耗的最小總功率為Pmin＝UImin＝4.5V×0.25A＝1.125W電路消耗的總功率變化范圍為1.125W～2.25W思路引導(dǎo)根據(jù)P＝UI＝I2R可知，電路電流、滑動(dòng)變阻器電阻都是變化的，用I＝

代入，并結(jié)合二元一次方程求解：滑動(dòng)變阻器消耗的功率P滑＝

×R，利用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行變形可得P滑＝

，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值等于燈泡L的電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大(5)滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率．解：(5)由P＝UI＝I2R，I＝

得，P滑＝

，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值等于燈泡L的電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，最大功率P滑max＝

＝

＝0.84375W例2

(2021紹興)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種恒溫箱電路，如圖甲所示．工作電路電源電壓U1＝220V，R1＝242Ω.控制電路電源電壓U2＝3V，R2＝300Ω，熱敏電阻R能即時(shí)感知恒溫箱內(nèi)溫度，其阻值與溫度的關(guān)系如圖乙．不計(jì)線圈的電阻，當(dāng)線圈中的電流大于或等于40mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，動(dòng)觸點(diǎn)A與靜觸點(diǎn)B接觸；當(dāng)線圈中的電流小于或等于30mA時(shí)銜鐵被釋放，動(dòng)觸點(diǎn)A與靜觸點(diǎn)C接觸．求：(1)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，恒溫箱開(kāi)始工作，此時(shí)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)A與___(選填“B”或“C”)靜觸點(diǎn)相接觸．C(2)電熱絲R1正常工作5分鐘消耗的電能．解：(2)