2024中考物理备考专题 单状态极值、范围计算 (课件)

单状态极值、范围计算1典例练考点2成都8年真题子母题

考情及趋势分析考情分析年份题型题号分值电路图/试题情境考查内容及应用公式2023计算题A卷237(1)灯泡L1的额定功率(2)电流表示数变化范围主要应用公式：P＝UI、I＝及变式成都8年高频点考情及趋势分析考情分析年份题型题号分值电路图/试题情境考查内容及应用公式2022计算题A卷237(1)电路消耗的功率(2)滑动变阻器R能接入电路的阻值范围主要应用公式：

、

及变式2021A卷256(1)定值电阻R3的电功率(2)电压表示数的变化范围主要应用公式：及变式、P＝UI考情分析年份题型题号分值电路图/试题情境考查内容及应用公式2020计算题A卷256(1)电路5min消耗的电能(2)ΔU的字母表达式及ΔU的最大值主要应用公式：考情分析【考情总结】1．均在A卷计算题最后一题考查，近4年连续考查；2．求解的范围或最大值，均为串联电路的物理量求解，且近3年第(1)问连续考查功率的计算，第(2)问连续考查范围类计算；3．均为多开关＋滑动变阻器电路，电路中一般为2～3个开关；4．主要考查

及变式、P＝UI、

等电学公式的应用，计算量中等，试题难度中等．

单状态极值、范围计算(8年4考)(1)先识别电路连接情况及电表测量对象(2)初中阶段，动态电路极值、范围类电路安全问题的计算中，其影响电路安全的因素有：①电流表、电压表量程；②小灯泡的参数“U额

P额”；③滑动变阻器的规格“aΩ

bA”；④当有两个及以上的因素影响电路时，取其最小值．典例练考点考点

方法指导1.如图所示，电源电压为4.5V，灯泡L标有“2.5V

1.25W”的字样，滑动变阻器规格为“20Ω

1A”，闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片，在电路各元件安全的情况下，求：(小灯泡阻值不随温度变化)(1)电路中电流的取值范围；百变例题本题中影响电路电流的限定条件：①电流最大值：a.小灯泡的额定电流；b.滑动变阻器允许通过的最大电流→取其较小值；②电流最小值：滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小.思路引导

解：(1)灯泡的额定电流

，小于滑动变阻器允许通过的最大电流1A，即电路中允许通过的最大电流为0.5A灯泡的电阻当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中电流最小电路中电流的取值范围为0.18～0.5A(2)滑动变阻器允许接入电路的阻值范围；本题中影响滑动变阻器接入电路电阻的限定条件：①由(1)可知当小灯泡正常发光时，电路中的电流最大，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小；②由滑动变阻器的规格可知其最大阻值.思路引导(2)电路中电流最大即I大＝I额时，滑动变阻器接入电路中的阻值最小则滑动变阻器接入电路的阻值范围为4～20Ω(3)滑动变阻器两端的电压范围．本题中影响滑动变阻器两端的电压的限定条件：①根据串联电路的电压规律可知，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，其两端电压最大；②当滑动变阻器接入电路中的阻值最小时，其两端电压最小．思路引导(3)由(1)(2)可知，U滑大＝I小R滑大＝0.18A×20Ω＝3.6VU滑小＝I大R滑小＝0.5A×4Ω＝2V则滑动变阻器两端的电压范围为2～3.6V(4)电路消耗总功率的变化范围．由于电源电压不变，由P＝UI可知，当电路中的电流最大时，电路消耗功率最大；当电路中的电流最小时，电路消耗功率最小．思路引导(4)由题意可得，电路消耗的最小总功率P小＝UI小＝4.5V×0.18A＝0.81W电路消耗的最大总功率P大＝UI大＝4.5V×0.5A＝2.25W则电路消耗总功率的变化范围为0.81～2.25W变式1增加电表在原电路接上电流表与电压表，电流表接0～0.6A量程，电压表接0～3V量程．电路如图所示，求小灯泡电功率的最大值．电路中接上电表后，电路中限定条件的改变：①电路中最大电流值可能改变，需要考虑电流表的最大示数，如图电路中的最大电流为______A；②与电压表并联的元件的最大电压可能改变，需要考虑电压表最大示数，小灯泡两端的最大电压为______V.思路引导0.52.5解：滑动变阻器的最小阻值接入电路时，小灯泡两端电压最大，此时电路中电流I大＝0.5A＜0.6A则此时电压表示数U大＝I大RL＝0.5A×5Ω＝2.5V＜3V则小灯泡的最大功率P大＝U大I大＝2.5V×0.5A＝1.25W变式2改变电表位置在原电路接上电流表和电压表，电流表接0～0.6A量程，将电压表接0～3V量程并联在滑动变阻器两端，如图所示．(1)滑动变阻器两端的最大电压值；解：(1)灯泡的电阻RL＝5Ω当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的最小电流I小＝0.18A此时滑动变阻器两端的电压U滑＝I小R滑大＝0.18A×20Ω＝3.6V大于电压表允许测量的最大电压3V，所以电压表的最大示数为3V，故滑动变阻器两端的最大电压值为3V(2)当滑动变阻器两端的电压达到最大值3V时，电路中的电流最小(2)电路中电流表示数的最小值；(3)电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值最小，R滑小＝4Ω电压表的示数最大，即电路中电流最小时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，小于滑动变阻器的最大阻值20Ω故滑动变阻器允许调节的阻值范围为4～10Ω(3)滑动变阻器允许调节的阻值范围．1.(双选)在图甲所示的电路中，R1是定值电阻，R2是规格为“20Ω

3A”的滑动变阻器，在电路中正确连接有一个电压表(图中未画出).电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端．当滑片P在最右端b处时，电压表示数如图乙所示；P在中点时，电流表的示数为0.8A，电压表示数如图丙所示(电压表选用的量程与乙图不同).下列说法正确的是(

)成都8年真题子母题A.电压表并联在R2两端B.电源电压是9VC.R1的阻值是5ΩD.R1消耗的最大功率是28.8W【答案】CD2.(2023成都A卷23题7分)如图所示电路中，电源电压恒为6V，灯泡L1标有“6V”字样，额定功率字迹不清，灯泡L2标有“4V

1.6W”字样，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流表量程为0～0.6A．闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表示数为0.42A，不考虑灯泡电阻变化.(1)求灯泡L1的额定功率．解：(1)闭合开关S、S1、S2，灯泡L1与滑动变阻器Rp并联，U1＝U＝6V，灯泡L1正常发光，通过滑动变阻器的电流通过灯泡L1的电流I1＝I总－I＝0.42A－0.12A＝0.3A灯泡L1的额定功率P1＝U1I1＝6V×0.3A＝1.8W(2)只闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，在确保电路安全的前提下，求电流表示数变化范围．(2)只闭合开关S时，灯泡L2与滑动变阻器Rp串联灯泡L2的电阻灯泡L2的额定电流当滑动变阻器接入电路的阻值为0时所以电路中的最大电流Imax＝0.4A当滑动变阻器接入电路的阻值为最大值50Ω时，电路中的电流最小电流表示数变化范围为0.1～0.4A

解题关键点在灯泡的规格和电流表的量程已知的前提下，分析电路可知，串联电路中电流可能最小，并联电路中电流可能最大，即可求出该电路的电流范围．3.(2022成都A卷23题7分)如图所示，电源电压U＝5V，定值电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A.(1)开关S1、S2、S3均闭合时，求电路消耗的总功率．解：(1)S1、S2、S3均闭合时，R被短路，R1与R2并联，U1＝U2＝U＝5V电路消耗的总功率(2)S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围．(2)S1闭合，S2、S3断开，R1与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端电压，当R接入电路中的电阻为0Ω时，电路中的电流最大为

，则Rmin＝0Ω当滑动变阻器R两端的电压达到电压表的最大测量值Umax＝3V时，滑动变阻器R接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，则

，则

，故滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0～15Ω

解题关键点根据开关状态，分析电路可知R和R1串联，此时的电路中，滑动变阻器最大阻值受电压表量程的限制，最小阻值受电流表量程的限制．4.(2021成都A卷25题6分)如图所示电路，电源电压U＝6V，定值电阻R1＝10Ω.(1)当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电流表的示数为0.2A．求此时定值电阻R3的电功率．解：(1)当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器R2的滑片位于a端时，电路为R1与R3的串联电路，R1两端的电压U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2VR3两端的电压U3＝U－U1＝6V－2V＝4VR3的电功率P3＝U3I＝4V×0.2A＝0.8W(2)当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，电流表的示数为0.3A．求滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中，电压表示数的变化范围．(2)当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器R2的滑片位于中点时，R3被短路，电路为R1与滑动变阻器R2的串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压，滑动变阻器的滑片从a端移至b端的过程中，接入电路的阻值不断增大，电压表示数也不断增大滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，电压表示数也为0滑片位于中点时，其阻值为

，此时电路中的总电阻由串联电路电阻特点可得，则R2总＝2(R－R1)＝2×(20Ω－10Ω)＝20Ω滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表示数也最大，此时电路中的电流滑动变阻器两端的电压U2＝I″R2总＝0.2A×20Ω＝4V即电压表示数的变化范围为0～4V5.(2020成都A卷25题6分)如图所示的电路，电源电压U恒定为3V，电阻R1＝10Ω、R2＝6Ω，导体棒DE总电阻为RDE＝15Ω，开关闭合前，滑片P与导体棒最左端接触．(1)开关S1接M，S、S2闭合，求5min内电路消耗的电能．解：(1)开关S1接M，S、S2闭合时，定值电阻R1和导体棒RDE并联(2)当开关S1接N，S2断开，S闭合时，R1、R2、Rx串联，电压表