九年级物理下学期qm专题特训4 与电功率相关的安全、极值类问题

第十六章电功电功率专题特训4与电功率相关的安全、极值类问题1答案呈现温馨提示：点击进入讲评2345DBC678910BCDDBD11D1．如图所示电路中，灯L1标有“3V

0.9W”字样，灯L2标有“3V

0.6W”字样。在保证至少有一灯正常发光，且两灯都不损坏的情况下，下列判断中正确的是(

)A．两灯都能正常发光B．灯L1正常发光，且比L2亮C．灯L1正常发光，且比L2暗D．灯L2正常发光，且比L1亮D返回2．小荣同学设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡L标有“9V

5.4W”字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器R2的滑片置于最左端，只闭合开关S时，灯泡刚好正常发光，此时电流表示数为I1。再将滑片移动至最右端时，电压表的示数为13.8V。接下来同时闭合开关S和S1，移动滑动变阻器滑片至中点位置，此时电压表的示数为11.5V，电流表示数为I2。已知I1和I2相比，电流变化了0.1A。(1)灯泡L正常发光时的电阻为________Ω。(2)I2的大小为________A。(3)在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为________。15返回0.53∶203．如图所示电路，定值电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω

1A”，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电源电压恒为4.5V，闭合开关，为保证电路安全：(1)电路中电流的变化范围是________A。(2)滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是________Ω。(3)定值电阻两端的电压变化范围是______V，电压表的示数变化范围是________V。(4)定值电阻的最大功率为________W，最小功率为________W。(5)电路中的总功率最大为________W，最小功率为________W。0.3～0.62.5～101.5～31.5～31.80.452.71.35返回4．如图所示电路中，R2＝2.4Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，电源电压为6V且保持不变，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A的量程为0～3A，为保证电路安全：(1)电流表A1的示数变化范围是________A，电流表A的示数变化范围是________A。

(2)滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是________Ω。

(3)电路中的总功率最大是________W，最小是________W。

(4)滑动变阻器的功率变化范围是________W。

0.3～0.52.8～312～201816.81.8～3返回5．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是(

)A．电源电压为7.5VB．定值电阻R1阻值为5ΩC．电路的最小功率为0.6WD．电流表示数变化范围为0.2～0.3AD返回6．[日照中考，多选]如图是拉力传感器的电路示意图，电源电压恒为6V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，定值电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω

0.5A”字样。为保证电路安全，下列说法正确的是(

)A．当电压表示数为3V时，滑片P位于最左端B．电流表示数允许的变化范围为0.2～0.3AC．变阻器接入电路的阻值允许的变化范围为10～20ΩD．当滑片P位于最右端时，电路的总功率为1.8WBC返回7.[多选]某小组设计了一款AI机器人，其“眼睛”部分的设计电路如图所示，灯L1标有“6V

3W”字样，灯L2和滑动变阻器R的规格未知。负责检测此电路的小德在其干路上串联一个电流表(图中未画出)，他发现：当闭合开关S、S1，断开开关S2且滑片P位于a端时，L1恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，再闭合开关S2时，L2恰好正常发光，且电流表的示数变化了1A；再只断开开关S1，并将滑片P移至R中点时，电流表的示数为0.25A。电源两端电压保持不变，不考虑L1和L2电阻的变化。根据上述信息，下列说法正确的是(

)A．两灯正常发光时，L1的功率更大B．L2的规格为“6V

6W”C．R的最大阻值为36ΩD．电路消耗的最大功率为9WBCD返回8．如图所示，电源电压为9V保持不变，灯泡的规格为“6V

3W”，滑动变阻器的规格为“24Ω

1A”，电流表的量程为0～3A。S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片在中点和右端时，电路的总功率之比为4∶3。灯丝电阻不变，保证电路安全，下列说法中(

)①定值电阻R0的阻值是10Ω②S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路阻值范围是6～24Ω③S1、S2都闭合，电路的总功率的最大值为15.75W④S1、S2都断开，灯泡功率变化范围为0.75～3WA．只有①③正确

B．只有②④正确C．只有①②③正确

D．只有②③④正确由滑动变阻器的规格为“24Ω

1A”可知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由并联电路的电流特点可知，干路中的最大电流I大＝I0＋IR大＝0.75A＋1A＝1.75A<3A，符合电路安全，因此干路中的最大电流I大＝1.75A，则电路总功率的最大值P大＝UI大＝9V×1.75A＝15.75W，故①错误，③正确。由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的电阻R滑小＝R串小－RL＝18Ω－12Ω＝6Ω，由欧姆定律可知，当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，电路中的电流减小，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路能安全工作，因此此时滑动变阻器接入电路阻值范围为6～24Ω，故②正确；【答案】D返回9.[多选]小方用如图所示电路探究黑箱内电阻连接情况，黑箱内4个相同的定值电阻以一定方式连接，每个电阻的阻值约为10～20Ω，1、2、3、4为箱内线路引出的四个接线柱，M、N是接线头。电源电压恒为12V，小灯泡标有“4.8V

0.4A”字样，其阻值不变。将2、3或3、4接入电路，闭合开关，小灯泡均正常发光，电压表示数均为U1，电流表示数均为I1；当1、3或2、4接入电路时，电压表示数均为U2，电流表示数均为I2；当1、4或1、2接入电路时，电压表示数均为U3，电流表示数均为I3，U2∶U1＝5∶8，电流表、电压表均正常工作，小灯泡均发光。下列判断正确的是(

)A．当1、4接入电路时，黑箱内4个电阻串联B．I3∶I1＝5∶11C．U3∶U2＝2∶3D．上述探究中电路工作的最小功率约为2.18W【点方法】(1)将2、3或3、4接入电路，闭合开关，小灯泡均正常发光，由欧姆定律和串联电路电压规律得到黑箱内电阻R23和R34的阻值，由U2∶U1之比得到U2的值，由欧姆定律得到小灯泡的阻值。当1、3或2、4接入电路时，由欧姆定律得到I2。由欧姆定律和串联电路电压规律得到黑箱内电阻R13和R24的阻值，比较2、4接线柱间与2、3接线柱间的电阻值发现2、4接线柱间比2、3接线柱间多串联一个电阻(每个电阻的阻值约为10～20Ω)，即可得到每个电阻阻值为18Ω。由此推断，2、3接线柱间有1个电阻，3、4接线柱间有1个电阻，1、3接线柱间有2个电阻串联，2、4接线柱间有2个电阻串联；据此画出黑箱内的电阻连线图，由图知，当1、4或1、2接入电路时黑箱内有3个电阻串联。当1、4或1、2接入电路时，黑箱内电阻值为54Ω，由欧姆定律和串联电路电压规律得到I3、U3，进而判断B、C选项的对错。当1、4或1、2接入电路时，黑箱内电阻接入电路的阻值最大，电流最小，由P＝UI得到最小电功率。返回【答案】BD10.[青岛中考改编]如图所示，电源电压为6V恒定不变，灯泡L标有“2V

0.4W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)，滑动变阻器R2标有“60Ω

1A”的字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。(1)则灯泡L正常发光时的阻值为________Ω。10(2)当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，电流表示数为0.4A，R1的阻值为________Ω。20(3)在保证电路安全的情况下，整个电路电功率的变化范围为________W。0.6～3.6【点拨】当S1、S2均闭合，S3接b时，灯泡被短路，R1与R2并联，电流表测量干路中电流，电流表量程为0～0.6A，所以干路中最大电流为0.6A，则整个电路最大电功率P大＝UI大＝6V×0.6A＝3.6W；当S1、S2均断开，S3接a时，灯泡、R1与R2串联，电压表测量R2两端电压，电压表量程为0～3V，返回11．如图甲是某校物理社团为测量传感器的阻值设计的电路。电源电压U0保持不变，传感器R2的铭牌上标有“1V？W”的模糊字样，传感器可看作一个定值电阻。且电阻R3＝3R2，滑动变阻器电阻丝的阻值与自身长度成正比，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生短路(只有一段短路)，闭合开关S后，在滑片P向左安全滑动的过程中，电压表示数U与滑动距离x、电流表示数I与滑动距离x的关系分别如图乙、丙所示。(1)求当滑片P滑动距离为6cm时，滑动变阻器R1的电功率。【解】由图甲可知，闭合开关，R1、R2、R3串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流。根据图乙、丙可知：当P滑动距离为6cm时，电压表的示数U1＝4.8V，电流表的示数I1＝0.30A，故此时滑动变阻器R1的电功率P滑＝U1I1＝4.8V×0.30A＝1.44W。(2)求传感器R2的阻值。【解】滑动变阻器某处发生短路时，滑片在短路长度内移动时，电路中的电流不变，电压表的示数不变，由图乙可知，短路在x＝4cm处开始，x′＝7cm处结束，由图乙可知，当x′＝7cm，电压表的示数U1＝4.8V，电流表的示数I1＝0.30A，因串联电路中总电压等于各部分电压之和，(3)若电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，若滑