中考物理电学的最值问题复习

1、电学的最值问题 例1如图1所示，L上标有“ 6V 3W字样，电流表量程为00.6A，电压表量程为 015V, 变阻器R的最大电阻为100 Q。只闭合S,滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为 R , 电流表示数为la。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b点时，电压表示数 Ub = 8V，电流表示数为lb。已知 艮：民=12 : 5, la : lb = 3 : 5。(灯丝电阻不随温度变化)求： (1) 小灯泡的电阻； (2) 定值电阻R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S时, 变阻器连

2、入电路的最小电阻为多少？只闭合 S2时，电路消耗的最小功率为多少？ 解析(1)由公式 F莎可知，贝I小灯泡的电阻 A 3W (2)合运尺与励串联，滑片P置于b点时，Ub =8 V,由图可知电呱立 4 则电毓耳 _ U = = 16Q + o) 只闭合恥尺与L串联，当滑片P苴于点，由于扁：Ib = 3 ： 5,则Q = O.3A 电源电压：=/*(A+)=0.3A/ 丘+12Q) 已知広：Ko - 12 ： 5,再由式，可得：岛=20 U=18V； (3)只闭合Sp电蛊表船量程犬于灯的颔定电流，则电路中最大电流等于灯的额宦电流 6 右 “3 叮 = VT7n05A + 12 = 05A 8 V

3、TT5 解得变阻器榕入电踣的聂小电阻鶴小=24 0 只闭會阶彌质两端电压如耐，连人电路中的邯且震大，由于鸟找 % ,则蒯睢授人电路的最 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 Ri=10Q , Ra=30Q，请计算： (1) S、S2断开，S3闭合时，电路中的电流是多少 ？ (2) 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)当只闭會旳时，应和範串联在电路中，=10 + 300 =

4、40Q ( (2) )当习断开.坠刊闭合时，电路为血的简单电热通电时n电路消耗朗电能I W= / 二一i丄 x 300s 二 360J R2 30Q . (当恥辺闭合*为断开时，两电阻并匪此时电路中的总功率最尢 升扃+禺 QQ + 3QQ 峽斗 当Sh 52开，S那 fl 合时，两电阻串联，此时电路的总功率最出， 丈电阻愿犬=100 口 .电路消耗的最4、功率 （収f 20Q+100Q -2.7W 根据欧姆宦律可得，电牆中的电济: A5A V_ 盂 毎_40G_16 * 弘隘 J 疋 75 3 心旦 5 解析=（1）亍灯泡正常发光的电流： 张12V 当开关恥远都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右

5、端时* L和飓并联，滑动变阻器中的电流: b = 1.7A-0.5A=1.2A 氏灯汽恰話帀韋步光.冃归.備日圧七陀沪i沉禅-弯冃器泊器士陆值: 当开关S宛都断开时、且F在最右端肉和庇串联，接入电路中的总电阻； 电荷表的读数=2 R 15Q 此时滑动变阻器消耗的电功率：弓二厶=（恥）冬1 = &河 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“ 12V 6W的红灯和“ 12V 12W的绿灯及“ 24 例3如图4所示，电源电压恒定不变，电阻 字样，闭合开关S。 （1） 当开关Si、S2都闭合， 滑动变阻器的滑片 7A,小灯

6、泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。 （2） 当开关Si、S2都断开， 滑动变阻器的滑片 阻器消耗的电功率。 Ri的阻值为5Q，小灯泡上标有“ 12V6W” P移到最右端时，电流表的读数为 P在最右端，求电流表的读数和滑动变 i Id - 1 L Ri U _ 12V 7V2A Q 2A ”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、S,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 ？ So A Si 解析=(D由公式F =

7、3可计算两灯同额定电癇: 当闭會开关乩汕知且眉动变阻器的滑片卩移至b端时，红灯和绿灯并联且正常发光 二 Z = Zn+/sw= O.5A+1A = 1.5A5 电源电压U U12V 佗)由公式P = R可知，嘖4側功率最大，两灯利芥联且滑片F在b端时电路的思电阻最小此时两灯正常发 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, R为定值电阻，Rz为发热电阻丝改成的 滑动变阻器，其上标有“ 200 Q 3A ”的字样，电流表 Ai的量程为00。6A,电流表 A 的量 程为03A,灯泡上标有“ 12V 3W”的字样。

8、 (1) 灯泡正常工作时的电流是多大？ (2) 闭合S,断开Si、Sz,灯泡正常工作，求 R的阻值。 (3) S、Si、S2均闭合时，求艮上消耗电功率的最小值和最大值。 ;当闭合开关気: 恥 时 且滑动变阻器的滑片P移至t端时： 也=尺紅+应1= 240 + 240 = 4验电路中最小电fifth = 光，由路中最大电功率为，屉甩十龄=12W + &W = 18W遵大时功率最小 甩 6W 率九 血 48Q % 12V =1A 图4 12W ITT 解tfh (l)，.，UL=12VP P尸珈 （2）闭合久断开习、Sz,灯泡L与电阻两串联，而此时灯泡正常工作，则此时灯泡两端的电压为而电 源电压次

9、U可27 二电阻駄两端的电压知t/i = L/-x = 72V-12V = 60Vp灯泡L正常工作时的电流为02W 此时电路申的 电流划.25A. /L=K 3W 12V = 0 25A 二电阻斑的阻值为上 n Ui 60V 庄 1=一 - - I 0.25A = 2400 （3）S. 它均闭合时.电阻鬥和滑动吏阻器氐串联，电源电压为 X 戏论则 UI = U2 = U = 12V,而滑动变阻器的最大电阻为隔尸200 0.盹消耗电功率的最小值沟: &+= ，爲电阴的阻值为攻而 5SUE. 流，电流表斑的壘程为00. 6扣电硫表恕的量程）Q3An 二通过&的最大电流也Zi = 2-Zi-3A-0

10、.3A=2.7Ar血消耗电功率的最大值为: x= Uh= 72Vx2.7A = 194.4W. 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“ 50 Q、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 R）的阻值变化范围。 二此时通过內的电掘Ri 72V 240Q = 0.3A 1电舷盘1测通过电阻&的电温电流衰施测干路中的总电 解t

11、fh (l)，.，UL=12VP P尸珈 解析.硕泡的屯阻 S 冷- 竝要魁丁泡诵耗的功斑小根据F瓦应触路中电希 最小.若滑动矽且器的阻值调到最大，此时电賂中的电淀: U 12V 1 K= A/ + Ao = 12Q+5OQ=珈1朋宁 s.儿不能将滑动殳阴器的阻值调到最大. 为冏测董准晞电跆中电流最小値应为m加且因电压表重程大于电源电压，电压爲是安全的 订泡L芾耗的最小功率.內卜=西岸乩=(0旳xl加=0.48W _ 当电流最4的，滑动变阻器可接人电路阻值最犬 此时灯泡分得时电压：茂二程总=0.2Axl加=240. 灯泡的额定电流: 若碾大电StSA,超过灯泡的额宣电麻 故巖大电流不誕划.瞞Z

12、x=Z= 0 5A.lt时町泡的电压铮于簸 6V A15VX 丄辿 5V 启电压西电压表乔数为127-6V=6V, 3 ,満足题目要求. U1 6V 应 o 号”卜= - = 12Q /* 0.5A 综上所述滑动变阴器叱I闲阻值变优越为12 Q 4呂0. 例7如图7所示，电源电压保持 12V不变，L是标有“ 12V 6W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、S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、Sa的开闭情况和滑片 P的位置，并 求出此时的最小功率。 “ Uc U-Ut 12V-2.4V OIA = 480 =0 5A n (12vy w RL = 1 = = 24 Q 解析，当S、S闭合、Ss断开.且P位于Ro的中点，L和萨駆小灯泡的电阻 P。 6W .根 据欧姆定律可计算出此时的总电阻 h 04A 设滑动变阴器的聂大阻值为RQ.此时耳接入电路的阻值 l/?o 为2 解得：RO=12Q U _ 12V 矿西 11 (3) 要使电路中的总功率最小，根据 R ,应使电路总电阻最大.这时R与L只