贵州省中考物理 重点题型 有关极值比例的计算15道专项复习训练.doc

有关极值比例的计算1. 如图所示电路，电源电压恒为 12 v，定 值电阻 r 为 12 ，灯泡 l 标有“12 v 0.5 a” 字样.假设灯丝电阻不随温度的变化而变化，求：（1）灯泡 l 的额定功率是多少？（2）当断开开关 s2、闭合 s1 和 s3 时，电 路中的总电流是多少？（3）开关 s1、s2、s3 分别处于什么状态时， 整个电路消耗的总功率最小？此时的总功率为多少？第 1 题图412.如图所示，甲为电路的连接情况，r1 20， r2 为滑动变阻器，乙为 r3 的 iu 图像，电源电压保持不变当 s1 闭合，s2 断开时，若 滑片 p 在 a 端，则电流表示数为 0.6 a ；若滑片 p 在 b 端，则电压表示数为 8 v求：(1)电源电压(2)滑动变阻器 r2 的最大阻值(3)当 s1、s2 均闭合，且滑片 p 在 a 端时，求电流表的示数第 2 题图3. 如图，电源电压恒为 6 v，定值电压 r 为 6 ，灯泡 l 标有“6 v 3 w”字样，灯丝 电阻不变，求：(1)灯泡 l 正常发光的电阻是多少？(2)开关 s1、s2、s3 分别在什么状态时，整 个电路中消耗的总功率最小？最小功率是多少？(3)开关 s1、s2、s3 分别在什么状态时，整 个电路中消耗的总功率最大？最大功率是多少？第 3 题图4. 如图所示，电源电压可调，小灯泡上标 有“6 v 0.5 a”的字样(不考虑温度对小灯泡 电阻的影响)，电流表量程：00.6 a，电压表 量程：03 v，滑动变阻器的规格为“20 1a”(1)电源电压调至 6 v，闭合开关 s1 和 s2， 移动滑动变阻器的滑片 p，使小灯泡正常发光，电流表示数为 0.6 a，则电压表的示数是多少？r0 的阻值是多少？(2)电源电压调至 8 v，断开开关 s1、闭合 开关 s2，为了保证电路安全，求滑动变阻器的阻值变化范围第 4 题图5.如图甲所示，电源电压恒定，滑动变阻器 的规格为“30 1 a”在 ab 间接入规格为 “12 v 12 w”的灯泡，闭合开关，当变阻器 的五分之一阻值连入电路时，灯泡正常发光(1)求灯泡正常工作时通过的电流和电源电压(2)r0 是在如图乙所示的 ra 和 rb 之间任意取值的电阻当在 ab 间接入电阻 r0 后，闭合 开关，在保证电路安全的情况下，将滑片 p 从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过 0.4 a(电流表选择 00.6 a 量程)求 r0 的取 值范围及电压表示数的最大和最小值第 5 题图6. 某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的 电功率与电流的关系，电路如图甲所示.滑动变 阻器滑片 p 从最右端向最左端移动的过程中， r1 的 ui 图像如图乙所示. 求：（1）r1 的阻值；（2）电路消耗的最大电功率；（3）当 r2 消耗的电功率为 0.5 w 时，r2的阻值.第 6 题图7. 图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋 钮实质是滑动变阻器，图乙是简化的电路原理 图，灯 l 标有“12 v 3 w”字样，当滑动变阻 器的滑片 p 在最左端 a 时，灯 l 正常发光.电源 电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响.问：（1）电源电压 u 是多少？（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻是 12时，灯 l 消耗的实际功率是多少？（3）当滑片 p 位于中点 b 和最右端 c 时， 灯 l 两端电压之比是 32，则滑动变阻器的最 大阻值是多少？第 7 题图8如图所示电路，电源电压为 6 v 保持不 变，灯 l 标有“6 v 2 w”字样(灯丝电阻不 变)，r136 ，电流表量程为 00.6 a，电压 表量程为 03 v，当 s1、s2 都断开且滑动变阻 器 r2 的滑片 p 在中点时，电流表的示数为 0.2a求：(1)r2 的最大阻值是多少？(2)当 s1、s2 都闭合时，电流表、电压表的 示数各是多少？(3)当 s1、s2 都断开时，在电路处于安全工 作状态下，电路消耗的功率范围第 8 题图9.如图所示，灯 l 标有“6 v3 w”字样， 电源电压恒为 6 v，定值电阻 r6 ，设灯 l 的阻值不随温度变化而变化求：(1)灯 l 正常发光时的电阻是多少？(2)只闭合 s1、s3 时，电阻 r 在 60 s 内产生 的热量是多少？(3)要使整个电路消耗的电功率最小(且电 路电流不为 0)，各开关的闭合情况应如何？此 时最小电功率为多少？第 9 题图10.如图所示电路，r120 ，r210 ， 电源电压保持不变，当 s1 闭合，s2、s3 断开时， 电流表的示数为 0.6 a.(1)求电源电压；(2)当 s2 断开，s1、s3 闭合时，求电流表的 示数；(3)电路如何连接时，电路消耗的电功率最 小？并求出该最小值第 10 题图11.如图所示电路，电源电压恒为 12 v，电 阻 r1 的阻值为 5 ，滑动变阻器 r2 上标有“10 3 a”的字样，小灯泡 l 上标有“12 v 6 w”的字样，电流表的量程为 03 a.(1)当开关 s1、s2、s 都闭合时，求小灯泡 l在 5 min 内产生的热量；(滑动变阻器 r2 连入电 路的电阻不为 0)(2)当开关 s1、s2、s 都闭合时，电流表的 示数为 2 a 时，求 r2 消耗的电功率；(3)当开关 s1、s2 都断开，s 闭合时，要求1电流表示数不小于其量程的3，求滑动变阻器 r2接入电路的最大阻值第 11 题图12.如图所示，设电源电压 u 恒定不变，r 为定值电阻，r为滑动变阻器闭合开关，移 动滑片改变变阻器阻值，记录多组电压表和电 流表的示数分别为 u1 和 i1，然后输入计算机绘 制出 u1 i1 图像如下，结合电路和 u1 i1 图 像求：(1)电源电压 u 和定值电阻 r 的阻值(2)调节滑动变阻器 r，当 r的阻值多大时，变阻器 r消耗的功率最大，最大值是多少第 12 题图13. 如图所示的电路中只闭合 s1 时，通过r2 的电流是 1.5 a，r130 ，r220 .求：(1)电源电压是多大？(2)只闭合 s2 时，通电 20 s 电流通过 r1 产 生的电热是多少？(3)开关通断情况发生变化，整个电路消耗的最小电功率 p 和最大电功率 p之比是多少？第 13 题图14. 如图所示电源恒定不变，滑动变阻器r1 的最大阻值为 20 ，定值电阻 r230 ，灯l 上标有“6 v 3.6 w”字样且电阻不变当滑 动变阻器滑片滑到最左端，只闭合 s1 时，灯 l 刚好正常发光求：(1)灯泡工作时的电阻(2)s1 断开，s2 闭合时，将滑动变阻器的滑 片滑到最右端，r2 在 5 min 内做的电功是多少？(3) 该电路工作时能消耗的最大功率是多少第 14 题图15.如图甲所示，l 上标有“6 v3 w”字样，电流表量程为 00.6 a，电压表量程为 015 v，变阻器 r 的最大电阻为 100 .只闭合开关 s1，滑片置于 a 点时，变阻器连入电路中的 电阻为 ra，电流表示数为 ia；只闭合开关 s2，移动滑片 p，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示，当滑片 p 置于 b 点时，电 压表示数 ub8 v，电流表示数为 ib.已知 ra r0125，iaib35(设灯丝电阻不随温度变化)求： (1)小灯泡的电阻； (2)定值电阻 r0 和电源电压 u(3)只闭合开关 s1 时，在电表的示数不超 过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，电路消耗的功率范围第 15 题图参考答案1.解：(1)灯泡 l 的额定功率：p 额u 额 i 额12 v0.5 a6 w(2)当断开开关 s2，闭合 s1 和 s3 时，定值电 阻 r 与灯泡 l 并联，小灯泡两端的电压等于电源电压为 12 v，此时正常发光，通过它的电流 为额定电流：ili 额0.5 a通过定值电阻的电流为：iru 12 v 1r12 a电路中的总电流为：i 总ilir0.5 a1a1.5 a (3)pui，电源电压不变，要使电路总功率最小，则应使电路电流最小，即要求电路电阻最大，当开关 s1、s3 断开，s2 闭合时，定值电 阻 r 与灯泡 l 串联，此时电路中的总电阻最大， 电功率最小灯泡的电阻为：rlu 额12 v24 i 额22pmin ui u u0.5 a（12 v）24r 总rlr24 12 w2.解：(1)当 s1 闭合，s2 断开，滑片 p 在 a端时，r20，电路中只有 r1可知电源电压：uir10.6 a20 12v(2)当 s1 闭合，s2 断开，滑片 p 在 b 端时，r2 达到最大，且 r1、r2 串联，u28 v，u1uu212 v8 v4 v由题意可知 i2i1 4 v0.2 au1r12u20 8 v所以滑动变阻器 r2i20.2 a40 (3)当 s1、s2 均闭合，且滑片 p 在 a 端时，r20，r1、r3 并联，由乙图可知，u3 6 vr3i3 0.3 a20 1 1 1 1 1 1r 并 r1 r320 20 10 所以 r 并10 u所以此时电流表的示数 i 并 r 并1.2 a12 v 10 3解：(1)由 pu2r可知，灯泡正常发光的2电阻：rlulpl（6v）23 w12 ；(2)当 s2 闭合，s1、s3 断开时，此时 l 与 r串联，电路的总电阻最大，由 pu2可知电路r总功率最小；电路中的总电阻：r 总rlr12 6 18 ，2电路的总功率：pmin u（6 v）2 2r 总 18 w；(3)当 s2 断开，s1、s3 闭合时，此时 l 与 r并联，电路的总电阻最小，由 pu2可知，电r路中电功率最大，l 正常发光，电阻 r 的功率pu2 （6 v）2r r6 6 w；电路的总功率：pminplpr3 w6 w9 w.4. 解：(1)当电源电压调至 6 v 时，s1、s2闭合，灯泡 l 与滑动变阻器 r 串联，再与 r0 并 联，由于灯泡正常发光，所以灯泡两端的电压ul6 v，故滑动变阻器两端的电压 uruul6 v6 v0 v，即 电压表的示数为 0 v.通过 r0 的电流：i0i 总il0.6 a0.5 a0.1 a，则 r0 的阻值 r0u0i0 6 v0.1 a60 (2)当电源电压调为 8 v，s1 断开、s2 闭合时，灯泡 l 与滑动变阻器 r 串联，当电压表示数为 3 v 时，滑动变阻器的阻 值最大灯泡的电阻 rlul 6 v 12 il 0.5 a灯泡两端的电压 uluur8 v3 v5 vul通过灯泡的电流 iril 5 v 5 arl12 12 3 v滑动变阻器的最大阻值：rmaxurir5 a127.2 当电路中的电流为 0.5 a 时，滑动变阻器的 阻值最小uruul8 v6 v2 vr minur 2 v 4 ir 0.5 a故滑动变阻器的阻值变化范围是 4 7.25. 解：(1)小灯泡正常发光，小灯泡两端的电压达到额定电压 12 v，小灯泡正常发光的电 12 w流 ip u12 v1 a滑动变阻器有五分之一的阻值连入电路，此时滑动变阻器两端的电压 uir1 a1530 6 v电源电压 u12 v6 v18 v (2)从图中可以看出：ra10 rb25 这样 10 r025 由于滑动变阻器滑片在滑动过程中电流表 示数出现过 0.4 a，电路中的总电阻 r 总rr0u 18 vi0.4 a45 这样就有：15 r025 当 r0 取 15 ，变阻器滑至阻值最大 30 时 ， 电 压 表 取 最 大 值 umax urrr018 v30 12 v15 30 将滑动变阻器滑片向左滑动，电流表示数 会变大，当电流表示数为 0.6 a 时，电压表示数取最小值 u min u imaxr0 18 v0.6 a 159 v当 r0 取 25 时，同理可得 umax ur rr018 v30 9.8 v25 30 u minuimaxr018 v0.6 a25 3 v所以电压表的最大示数为 12 v，最小示数 为 3 v.6. 解：(1)由图像可以看出，u1=6 v，i1=0.6a 则 r1=u1 =6v=10 i10.6a(2)当滑动变阻器的阻值为零时，电路的电流最大，消耗的电功率最大，此时的电压为电 源电压 u=u1=6 v电流值为 i1=0.6 a，最大功率为 p=ui1=6 v0.6 a=3.6 w；(3)当 p=0.5w 时，有 p2=i2r2=0.5 w 和 u=i(r1+r2)=6 v 代入数据得到：r2=2 或 r2=50 ， 当 r2 最大时，i=0.15 a，u所以 r=i= 6v0.15a=40 ，则有 r2 的最大值：r2max=rr1=40 10=30 ，所以 r2=50舍去，所以 r2=27. 解：(1)当滑片在最左端 a 点，电路中只 有灯 l 的简单电路，灯泡的额定电压等于电源 电压，灯泡正常发光，则 uu 额12 vu额2 （12 v）2(2)灯泡电阻：rlp 额48 3 w灯 l 与滑动变阻器串联，所以灯 l 消耗的 实际功率：p 实i2rl(48 1.92 w u )2rl(rlr1 12 v 48 12 )2(3)当滑片在中点 b 点时，灯泡两端电压：ul url rl r2滑片在最右端 c 点时，灯泡两端电压 ul url rlr url rlr根据题意： 2 url rlr3，rl48 ，解得 r296 8解：(1)小灯泡标有“6 v2 w”字样，由 pui 可得，il=pl2 w1a，rlul6 v1 a318 ul 6 v3ilu 总当 s1、s2 都断开时，l、r2 串联，r 总i 总 6 v 30 ，0.2 a则 1r2r2r224 总rl30 18 12 ，即(2)当 s1、s2 都闭合时，l、r1 并联，此时 电压表和 r2 被短路，则电压表示数为零；电流表测的是干路中的总电流，iili1 u u 6 v 6 v0.5 arl r118 36 (3)当 s1、s2 都断开时，l、r2 串联，电路处于安全状态时电路中的最大电流为灯泡的额 定电流，故此时电路消耗的最大功率为 pmaxu1总 imax6 v3a2 w，当电压表示数为 3 v 时，滑动变阻器允许连入电路的电阻最大，此时电 路中的电流最小，此时通过灯泡的电流为 iminul 6 v3 v 1rl 18 6a，此时电路消耗的最小功1率为 pminu 总 imin6 v6a1 w，则电路消耗的功率范围为 1 w2 wu29.解：(1)由 p得灯正常发光时的电阻：ru2 （6 v）2rl lpl 3 w12 ；(2)当闭合 s1、s3 时，灯 l 与电阻 r 并联接在电路中，iu 6 v 1 a，电阻 r 在 60 sr6 内产生的热量是 qi2rt(1 a)2 6 60 s360 j；(3)当断开 s1、s3，闭合 s2 时，灯 l 与电阻r 串联，电路中电阻最大，整个电路消耗的电功率最小；r 串rlr12 618，imin u 6 v1a，r 串 18 3电 路 消 耗 的 最 小 功 率 为 pmin uimin 61v a2 w.310.解：(1)当 s1 闭合，s2 、s3 断开时，电路为r2 的简单电路，电源电压为 ui0r20.6 a106 v(2)当 s2 断开、s1 和 s3 闭合时，r1、r2 并联， 电流表接在干路中，由并联电路的电流特点和欧姆定律可得：i i1 i2 u u 6 v 6 v10 0.9 ar1 r220 (3) 根据电功率的计算公式 p ui u2 可r知，电源电压不变，当电路中的电阻最大时， 电功率最小，所以应将两电阻串联起来，即断 开开关 s1 和 s3、闭合 s2；此时最小的电功率为： （6 v） pu2 1.2 w u2rr1r2220 10 11.解：(1)当开关 s1、s2、s 都闭合时，灯 l 与 r2 并联，r1 短路 uulu212 v，此时 灯 l 正常发光，5 min 内产生的热量qlplt6 w560 s1 800 j(2 分)(2)由 pui 得，灯 l 的电流 ilpl 6 w0.5 aul 12 v由并联电路的电流特点得 i2iil2 a0.5 a1.5 ar2 消耗的电功率 p2u2i212 v1.5 a18 w(3)开关 s1，s2 都断开，s 闭合时，r1，r2串联，灯 l 开路，题中要求的电流值至少达到：i1imin1 max3 a1 a33则电路中最小电流 imin1 a电路中的最大总电阻 r u 12 v12 imin 1 a滑动变阻器接入电路的最大值r2rr112 5 7 12. 解：(1)由题图知，当滑动变阻器接入 电路的阻值为零时，电压表示数为 0 v，电流表 示数为 1 a；电流表示数为 0.5 a 时，电压表示 数为 3 v设电源电压为 u，则有滑动变阻器阻值为零时电源电压为 uir1 ar当电压表示数为 3 v 时，电流表示数为 0.5a，此时电源电压为 uuru 滑 0.5 ar3 v由、解得 r6 ，u6 v.(2)干路电流 iu r1r滑动变阻器消耗的功率2p ui (u ir)i ui i2r urrru （rr）u r u r u2（rr）2u2r2 2（rr）22（rr）2（rr）24rru2（rr）24rr由此可知，当滑动变阻器电阻 rr6 u2 （6 v）2时，p 最大，最大值为 p 最大 4r46 1.5w.13. 解：(1)当只闭合开关 s1 时，只有 r2 接入电路，电源的电压 uir21.5 a20 30 v (2)当只闭合 s2 时，r1 与 r2 串联 rr1r230 20 50 i1u r 30 v50 0.6 a1qi2rt(0.6 a)230 20 s216 j(3)当 s1、s3 闭合，s2 断开时，r1 与 r2 并联，此时电路中的功率最大i1u 30 v 1 ar1 30 i2u 30 v 1.5 ar2 20 i 大i1i21 a1.5 a2.5 apui 大30 v2.5 a75 w当只闭合 s2 时，r1 与 r2 串联，则此时电路 中功率最小：pui 小30 v0.6 a18 w p 8 w 61p75 w25(其他方法正确可给分)214.解：(1)小灯泡正常工作时的电阻 ru额p 额（6 v）23.6 w10 (2)当滑动变阻器滑到最左端时，只闭合 s1，小灯泡正常发光，所以电源电压 uu 额