专题训练四：电路极值问题(附答案)

1、专题训练四：电路极值问题1.如图所示的电路，电源电压U=12V保持不变，滑动变阻器R标有“ 100Q 1A ”字样，灯泡L标有“ 6V 6W” 字样（灯丝电阻不随温度而变化），电流表量程为 0 0.6A ,电压表量程为015V.为了确保测量准确，要求 电表的示数不小于其最大测量值的1/3 ,要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是（）A.灯泡L消耗的最小功率是 0.24WB.正常发光时灯丝的电阻是12 aC.电路中电流的变化范围是0.11A0.6AD.滑动变阻器阻值的变化范围是14 48a2.如图所示，电源电压保持 6V不变，电流表量程为 。 0.6A ,电压表量程为 03V,定值电阻 R

2、1的规格为“10 Q 0.5A : 滑动变阻器R2的规格为“ 20 a 1A"。闭合 开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下 列说法正确的是（）电阻R1消耗电功率允许的变化范围为0.4W0.9W来源电流表示数允许的变化范围为0.2A0.5A滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为1020 a电路消耗总电功率允许的变化范围为1.8W3遮来A.只有和B.只有和C.只有和D.只有和3.如图所示的电路，电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为 03V,定值电阻阻值 5Q, 滑动变阻器R的最大阻值50 Q,闭合开关S,移动滑片P 的过程中，下列说法正确的是

3、（）A.若1t片P向左移，电流表的示数变小B.电压表与电流表的比值不变C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5 50aD.电流表的变化范围是0.3A0.6A4.如图所示，电源电压恒为 3V,灯泡L标有“3V 1.5W” 字样（不计温度对灯丝电阻的影响 ），滑动变阻器R最大阻 值为30Q,电压表量程“ 0 3V”，电流表量程为“ 0 0.6A”。在电路安全的情况下，下列判断正确的是（ ）A.灯泡L正常发光时的电阻为 10 aB.只闭合开关S,滑动变阻器的取值范围只能是010QC.只闭合开关S,该电路的最大功率是 2.5WD.将滑片P移到R的最左端，闭合开关 S、S,电流表示 数为0.6A5.如图，电

4、源电压恒为4.5V,电流表的量程为“00.6A”， 电压表的量程为 “03V”，灯泡上标有“2.5V 1.25W”（不 考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20 1A”。 闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程 中（）4）*A.电流表的示数最大为 0.6AB.灯泡消耗的最小功率为 0.12WC.电路消耗的最大电功率为2.7WD.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 a6.如图，电路中L1 “6V 3W”和L2 "6V 6W 两灯泡和滑动 变阻器R串联，电压恒为12V.下列说法正确的是（ ）I1|4A.闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,两灯泡均能正常发光B.保证两灯泡均

5、不损坏，滑动变阻器R连入电路的最小值为3 aC.滑片P从最右端向左移动，使某灯刚好正常发光，则此时另一盏灯的实际功率为1.5WD.在保证电路安全的情况下，电路总功率最大可达到12W7 .如图甲所示，电源电压恒定， R是定值电阻，R是滑动 变阻器，闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片 P从B端至 A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的 U-I图 像如图乙所示，则A.电源电压为20V8 . EF是Vi表示数随A表示数变化的图像C.滑动变阻器的最大阻值为10 QD.整个电路的最大功率为14.4W8 .如图所示，Ri的阻值为5Q,滑动变阻器R2的最大阻值为40Q ,电源电压保持4.5V不变，电流表

6、量程为“0-0.6A ”, 电压表量程为“ 0-3V” .为保证电路安全，R2接入电路中 的最小阻值为 Q, R清耗的最小功率为W.®9 .如图16所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡L标有“6V 1.8W”字样，R 0为10a的定值电 阻，滑动变阻器 R铭牌上标有“ Q 1A ”字样(电阻值 已模糊不清).电压表使用的量程为。3V ,电流表使用的量程为00.6A。当所有开关都闭合时，小灯泡恰 好正常发光，调节滑动变阻器，在不损坏各电路元件的情 况下，滑动变阻器最小与最大功率之比为1: 4。请求(1)小灯泡L的电阻为 Q;电源电压为 V。(2)滑动变阻器R的最大阻值。(3)

7、只闭合S 3时，在不损坏各电路元件的情况下，1min内电路消耗的最大电能。10.如图所示电路，电源电压可调，R1=10 ，小灯泡标有“6V6W “(阻值不变)。滑动变阻器R2上标有“15S2A”的字样，求：(1)若只闭合&,调节电源电压，使灯泡L正常工作10s, 灯泡消耗的电能。(2)若只闭合S2,调节电源电压，移动滑动变阻器滑片， 电压表示数在1V3V之间变化，求电源电压的最大调节 范围。11 .如图，已知电源电压为 24V, R上标有“ 100Q 3A ” 的字样，灯泡上标有“ 12V 3W”的字样，电流表 A1的量 程为00.6A ,电流表 A的量程为03A.(1)求灯泡正常工作

8、时的电阻；(2)当闭合S,断开S2时，灯泡正常工作，求 R的 电阻；(3)当S、S、S2都闭合时，调节滑动变阻器，求 R的 电功率变化范围.iSi% 给< _I_©12 .现有一个可调电压电源，一个滑动变阻器R (铭牌上标有“ 50 a 22A ”的字样)，一个电压表，A、B、C三盏小灯泡规格分别为：A灯“6V 3W”、B灯"6V 4 . 8W、 C灯“6V 6W”，三盏小灯泡的电流电压关系如图甲所示， 即三个灯的电阻随实际功率变化而变化，在保证电路安 全的情况下，进行以下实验(1)若将A.日C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两 端，电源电压调节为 6V,求经过2. 5

9、min,三盏小灯泡消 耗的总电能为多少 J?来源:Z|xx|k.Com(2)若将A、日C三盏小灯泡串联接在可调电压电源两 端，调节电源电压，使 A灯正常发光，求此时 C灯的实 际电功率。(3)若将电路元件按如图乙所示连接，电源电压调节为20V,当滑动变阻器滑片在某个点时，电压表读数为15V,求将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围13 .如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡 L标 有“2.5V 0.25A”字样，滑动变阻器 R的最大值为30 Q, 定值电阻R2=30 Q ,电流表的量程为 00.6A,电压表的 量程为03V.求：(1)小灯泡的额定功率是多少？

10、(2)只闭合S、5和S3,将变阻器R的滑片P调到中点 时，电流表示数为 0.45A,则电源电压是多少？(3)只闭合开关S、Si,移动变阻器的滑片 P,小灯泡L 的I -U图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下， 滑动变阻器R允许的取值范围是多少？r14.如图甲所示电路，电源电压恒为6V,小灯泡L的I-U 图象如图乙所示。电阻 R1为30Q,滑动变阻器 R2的额 定电流为1A,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为 03V.请画出该题的各个等效电路图。(1)当开关Si、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是多少？(2)只闭合开关S3,移动滑片P,当R2接入电路中的阻 值为其最

11、大阻值的1/4时，电流表的示数为0.2A,滑动变 阻器的最大阻值是多少？(3)在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？过程中，电路消耗的最小功率是多少?16.如右图所示的电路，电源电压U=4.5V且保持不变，R=5Q, R2标有“50Q 0.5A ”字样的滑动变阻器，电流表的量程为00.6A,电压表的量程 03V,则：(1)在接入电路之前，滑动变阻器R两端允许加载的最大电压是多少？(2)电路的最大总功率为多少？(3)为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的？17.如图所示的电路中， 电源电压为6V并保持不变，电压 表的量程为03V,电流表的量程为 00

12、.6A,滑动变阻器 的规格为“ 20Q1A”，灯泡标有” 5V2.5W""字样。闭合 开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最左端的位置，这 时通过灯泡的电流为 多少？若要求两电表的示数均不超 过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路能消耗的最大功率为多少？。(不考虑灯丝电阻的变化)15.如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12V 6W , 定值电阻R=120Q，滑动变阻器 R2上标有“500、1A”， 电压表的量程 选用“ 0? 3V”。断开S2,闭合S和S1滑 片P移到B端，灯泡刚好正 常发光。(1)将滑片P移到B端，三个开关都闭合，lmin内电路消 耗的电能足

13、多少？(2)断开S1,闭合S和S2,在安全前提下，调节滑片 P的1. A 2.A 3.D 4.D 5.D 6.C 7. D 8. 2.5 ; 0.45 9.解；（0206（每空1分，共2分）1不当所有开关都闭合时，的被短路，L与兄并联。分）（I分）当R打到最大时功率最小，打到电流表示数为0.6A时功率最大（分）F + :=1:4/也=0.9认，U 工 （6P ）2 滑动变阻器的最大限值汽=二=空二=4皿P, 09必, 解法一；当只阳合历时, 凡与代串联当/?打小时,电流表示数增大.电压表示数也增大，电路蒿功率增大当电流走示数为56A时,与两端的电压为解法一：1当只闭合的时r降与衣串联当反打小时

14、，电流表示数增大.也庆表示数也增大.电路总功率增大当电流表示数为0.6A时，%两端的电压为4=，用产05AX IOD=6V 超用/通用我的量程（1分）所以而不损坏各电路元件的情况下，电压表示数最大为此时电路中允许的最大电流为 Zt = = -=034 口分）1m亩电路消耗的电能为凡100胎 WxF6VX03AX60s=ID8J（1 分）10.41.（1）只闭力Si时，灯泡L正常工作I儡消耗的电能；4=Pt=6Wxl0S=60J（2）只闭合证时,K串联,设电源电正为U.电压表示数为5有U卷（Ri+R当Uh=IV, R|=IOQ, R3=0 W电源电压最小值为U 4,= IV11.解:(12V)2

15、 3W当Ur = 3V%=10口1R=15Q时，电源电压最大值为Um = 7.5V 所以电海电压最大调节范围是工1VSUS7.5V48（2）闭合S,断开S1、S2时二，R1与L串联，灯L发光正常,U1=U 电一Ul=24v 12v=12v I L额=% 3w-0.25A12VI = Il 额Ri=UIS、Si、S2 都闭合时，Ri、R2并联，Ui=U2=U 电=24V I = iUiR148 Q24V 0.5A来源学4网12V ,c480.25AI 干 max=3AR2max=100 QU2P2min=R2max(24V) 2- 5.76W i00QI 2max=| 干 max 一 Ii=3A

16、 0.5A=2.5AP2max=UI 2max=24VX 2.5A=60WR2的电功率范围为 5.76W60W i2.（1 ）若将AB、C三盏小灯泡并联接在可调目三电源两结,电奔电压租节为6廿，求正过Z5min ,三盘小灯泡娉耗的息电能为多少？【答案】承用理可以首由三个小灯翘并映r UI5%则三等发光2切时断百箱的总电第r W总三P=3科+4总凶+6阳K 2.5¥ 60s WQTOJC 2 ）若将A, B, C三亚T泡事职候在可调电压电源西拨.话芒电源电压,使A&J1E常例 求此时C灯的衰际电功巩1答案】解三灯串映.阑正常发光，1=65%由甲图可知比二WPC-UCI=2V &

17、#165;0受二iwY）三行手胃F二三t-安/所下辛辛EF源反十;特三一|网）丫 与滑，力尸黑三=在亨个*Et UI 一等七衡丁；-'：.不溶号动力户黑言hk.汶/ 点开蛀向左首劫的程中，滑动支匹黑且I苣变但汨围【答案】 鲍当心区表的示数为15Y时，UDiUC-20V-15V 5耳从甲国可以看出IEUIC O5A时/U口 = ?YUC NR一 岁二戛1 _30a当B灯正常加时r电鹃中电沅最大r Is二 -0 8Al涓动变距器fl值最小，田园甲可知比时心-6M Uc -4Vr R呈=端 *加i3.解：（i）小灯泡的额定功率是： PL=UlIl=2.5VX 0.25A=0.625W;（2）

18、只闭合开关S、S2和S3,分析电路的连接，L短路，电阻土 Ri与R2并联，yRj XR2 /X30CX 30a并联的总电阻，R并=71=i0Q,杯十R： /300十30Q由=旦可得电源电压：U=IR并=0.45AX i0Q=4.54R（3）只闭合开关S、Si,灯泡L与Ri串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片 P,向左移动时，R变大，电压表的示 数也变大，当电压表示数为 3V时，Ri最大，则Ri的电压Ui大=3V,此时小灯泡两端的电压为：Ul' = UUi大=4.5V- 3V=i.5V, 由图乙可知电路中最小电流：I最小=0.2A,% 大 1 3V I所以Ri连入电路的电阻：Rig=.

19、 Q, =i5Q,I最小0. 2A当滑片向右移动时，R变小，电流表的示数变大，Ul也变大，由图象可知电路中的最大电流：I最大=0.25A<0.6A （电流表安全），由图象可知，此时 Ul' =2.5VRi 两端的电压为: Ui' = UUl' =4.5V2.5V=2V,U i 2VRi连入电路白电阻：Ri'八£二二8I最大0. 25A所以在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器 Ri允许的取值范围是 815Q。C1) Ot2A (2) 40Q(3) =0,6.尸2.7%14.15 .解：(1)当断开S2,闭合S和Si,滑片P移到B端，灯泡刚好正常发光。故电源电压U二Ul二12 V。,人、人 P6 .八.当三个开关都闭合， 滑片P移到B端，此时L和R1并联，则有U1=Ul=U=12 V,灯泡的电流Il二 A 0.5 A ,UL 12,U112 “R1的电流I1二年丘0A 0.1A干路电流 I=I1 + Il=0.1 A+0.5 A=0.6 A故电路消耗的电能 W=UIt=12X 0.6 X 60 J=432J(2)在安全前提