最大值与最小值及取值范围习题

答:电阻R1的阻值为24Ω. (2)灯泡两端的电压UL′=6V﹣4.5V=1.5V; 电路电流I==0.125A; 所以滑动变阻器的最大阻值R2=答:滑动变阻器R2的最大阻值为36Ω. (3)灯泡的实际功率PL实=(=36Ω; )RL=(2)×12Ω=0.48W; 2答:灯L的实际功率为0.48W. (4)开关S断开,灯泡与滑动变阻器串联;在滑动变阻器与灯泡功率相等时,根据公式P=UI可知灯泡与和滑动变阻器两端电压相同;所以灯泡产生的热量为 QL=t==240J. 答:灯泡产生的热量是240J. 点评: 本题考查电阻、电流、电压、实际功率、产生热量等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是明白开关断开与闭合、滑片移动过程中电路的变化情况,解题过程中要注意单位的换算. 11.如图所示电路,电源电压为6V且保持不变.R1=10Ω,R2是最大阻值为60Ω的滑动变阻器.L是标有“6V 0.72W”字样的小灯泡,灯泡灯丝电阻不变.求:

(1)当Sl、S2都断开时,灯泡的实际功率是多少?

(2)若电流表的量程为0∽0.6A,当S1、S2都闭合时,滑动变阻器连接入电路中的电阻不能少于多少Ω?

考点: 电功率的计算. 专题: 计算题;应用题. 分析: (1)当Sl、S2都断开时,R1和电灯串联,根据电灯的额定电压和额定功率可求电阻,已知R1电阻,可求电路电流,从而求出电灯的实际功率. (2)当S1、S2都闭合时,R2与灯并联,电流表测的是干路电流,最大电流是0.6A,先求出灯的电流,再根据总电流求出R2电流,电压为电源电压,可求滑动变阻器电阻. 解答: 解:(1)RL=I===Ω=50Ω. A=0.1A. 21 / 32

PL=IRL=(0.1)×50W=0.5W. 22答:灯泡的实际功率是0.5W. (2)IL==A=0.12A. I2=I﹣IL=0.6A﹣0.12A=0.48A. R2==Ω=12.5Ω. 答:滑动变阻器连接入电路中的电阻不能少于12.5Ω. 点评: 本题考查电阻的计算,灯泡实际功率的计算,并联电阻电流的规律. 12.如图所示电路,电源电压不变,R1=12Ω,小灯泡标有“6V 12W”(电阻不变).求:

(1)只闭合Sl时,电流表示数为0.8A,则电源电压为多大?小灯泡实际功率是多少?

(2)当Sl、S2、S3都闭合时,将滑片P移动到b端,电流表的示数为1.2A,则滑动变阻器的最大阻值是多少? (3)电路消耗的最小功率是多少?

考点: 欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电阻的串联;电路的动态分析;电功率的计算. 专题: 计算题;电路和欧姆定律;电能和电功率;电路变化分析综合题. 分析: (1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=求出灯泡的电阻,只闭合Sl时,灯泡与R1串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压,再根据P=IR求出小灯泡的实际功率; (2)当S1、S2、S3都闭合时,将滑片P移动到b端,滑动变阻器的最大阻值和R1并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点求出通过R1的电流,再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值; (3)当只闭合S2且滑片P移动到b端时,电路中的电阻最大,总功率最小,根据电阻的串联和P=电路消耗的最小电功率. 解答: 解:(1)由P=可得,灯泡的电阻: 求出2RL===3Ω, 只闭合S1时,灯泡与R1串联,电流表测电路中的电流, ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和, ∴根据欧姆定律可得,电源的电压: 22 / 32

U=I(R1+RL)=0.8A×(12Ω+3Ω)=12V, 小灯泡的实际功率: PL=IRL=(0.8A)×3Ω=1.92W; 22(2)当S1、S2、S3都闭合时,将滑片P移动到b端,滑动变阻器的最大阻值和R1并联,电流表测干路电流, ∵并联电路中,各支路两端的电压相等, ∴通过R1的电流: I1===1A, ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和, ∴通过滑动变阻器的电流: I滑=I′﹣I1=1.2A﹣1A=0.2A, 滑动变阻器的最大阻值: R===60Ω; (3)当只闭合S2且滑片P移动到b端时,电路中的电阻最大,总功率最小, 电路消耗的最小电功率: Pmin==≈2.29W. 答:(1)电源电压为12V,小灯泡实际功率为1.92W; (2)滑动变阻器的最大阻值是60Ω; (3)电路消耗的最小功率约为2.29W. 点评: 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别,要注意电路中的总电阻最大时电路的总功率最小. 13.(2011?西城区模拟)如图所示电路,电源两端电压和小灯泡的电阻保持不变,灯L上标有“8V 6.4W”字样.只闭合S1时,电流表的示数I1为0.6A,电阻R1消耗的功率为P1;若S1、S2、S3都闭合,滑片移到B端,电流表的示数I2为2A,电阻R1消耗的功率为P1′;已知:P1:P1′=1:9. (1)求电源电压U;

(2)求变阻器的最大阻值R2;

(3)若只闭合S2时,电压表的量程选为0~3V,电流表量程选为0~3A,在保证电路正常工作的情况下,求滑动变阻器连入电路的最大阻值Rmax.

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考点: 电功率的计算;欧姆定律的应用. 专题: 计算题;应用题. 分析: 先画出三种情况的等效电路图; (1)先根据灯泡的铭牌,利用R=求出灯泡的电阻;根据甲、乙两图中电阻R1消耗的功率和P=IR求出2图乙中通过R1的电流,再根据欧姆定律和总电压不变以及电流关系求出R1的阻值,最后利用欧姆定律结合甲图求出电源的电压; (2)由图乙可知,R1、R2并联,根据并联电路的电流特点求出通过变阻器的最大阻值的电流,根据欧姆定律求出其大小; (3)根据串联电路的电压分压特点可知,当电压表的示数为3V时滑动变阻器接入电路的电阻最大,再根据电阻的分压特点和串联电路的电压关系求出其最大值. 解答: 解:只闭合开关S1,电路如图甲; 同时闭合开关S1、S2和S3,将滑动变阻器R2的滑片移至B端时,电路如图乙; 只闭合开关S2,电路如图丙. (1)灯泡电阻RL===10Ω, 在甲、乙两图中,电阻R1不变, 所以==, 解得=, I4=1.8A, 因总电压U不变,则==, 解得R1=5Ω, 电源的电压为: U=I1(RL+R1)=0.6A×(10Ω+5Ω)=9V; (2)由图乙可知,R1、R2并联, I5=I2﹣I4=2A﹣1.8A=0.2A, R2===45Ω; 24 / 32

(3)在丙图中,总电压U=9V一定,当滑动变阻器连入电路的阻值最大时,滑动变阻器两端电压U2=3V. Rmax=RL=×10Ω=5Ω. 答:(1)求电源电压为9V; (2)求变阻器的最大阻值为45Ω; (3)若只闭合S2时滑动变阻器连入电路的最大阻值为5Ω. 点评: 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是开关闭合和断开时电路串并联的辨别,难点是电路中题中比例关系的应用和保证电路正常工作情况下的滑动变阻器两端电压的变化. 14.(2010?青岛模拟)在如图14所示的电路中,电源电压为8V,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.求(注:求解时画出相应的等效电路图):

(1)只闭合开关S1时,电流表示数为0.2A.则R1为多少?

(2)只闭合开关S2时,电压表示数为3.8V,此时小灯泡L正常发光.则小灯泡L的额定功率PL额为多少?

(3)开关S1、S2、S3都闭合时,为保证各电路元件安全使用,则滑动变阻器R2的可调范围和电流表相应的变化范围分别是多少?

考点: 电功率的计算;等效电路;欧姆定律的应用. 专题: 计算题. 分析: (1)当只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出R1的阻值; (2)只闭合开关S2时,R1、L串联,电压表测L两端的电压,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出L的阻值; (3)开关S1、S2、S3都闭合时,R1、R2并联,由题意可知当电流表的示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,利用并联电路的电流特点和欧姆定律求出其大小,进而得出滑动变阻器可调节的范围;当滑动变阻器全部接入电路时,电路中的电流最小,根据欧姆定律求出其电流,再根据并联电路的电流特点求出电流表的示数,从而得出电流表相应的变化范围. 解答: 解:(1)只闭合开关S1时,等效电路图如图1,R1===40Ω; (2)只闭合开关S2时,等效电路图如图2, 25 / 32

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