中考物理电学压轴题.docx

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中考物理电学压轴题

年中考物理电学压轴题

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2014年中考物理试题电学压轴题之最值问题训练

（一）

1、如图17所示，L上标有“6 V3 W”字样，电流表量程为0~0.6 A，电压表量程为0~15 V，变阻器R的最大电阻为100 Ω。

只闭合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S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图18所示；当滑片置于b点时，电压表示数Ub = 8 V，电流表示数为Ib。

已知Ra∶R0 = 12∶5，Ia∶Ib = 3∶5。

（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；

（3）在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定

值的情况下，只闭合S1时，变阻器连入电路的最小电

阻为多少；只闭合S2时，电路消耗的最小功率为多少。

2、生活中大多数电热器都有多个档位，学习了电功率知识后，小锐同学利用电压为6V的电源，两个阻值不同的定值电阻，设计了如图15所示

的电路来探究电热器多档位的问题。

已知R1=10Ω，R2=30Ω，请计算:

（1）S1、S2断开，S3闭合时，电路中的电流是多少?

（2）S1断开，S2、S3闭合时，通电5min电路消耗的

电能是多少?

（3）该电路的最大功率和最小功率之比是多少?

1.题解析

（1）因为

，则小灯泡的电阻：

（2）只闭合S2，R与R0串联，滑片P置于b点时，

Ub = 8 V，由图可知电阻Rb =16 Ω，则电流

电源电压：

U=Ib（Rb+R0）=0.5 A×（16Ω+R0）①

只闭合S1，R与L串联，当滑片P置于a点，由于Ia∶Ib = 3∶5，则Ia =0.3 A

电源电压：

U =Ia（Ra+RL） =0.3 A×（Ra+12Ω）②

已知Ra∶R0 = 12∶5，再由①②式，可得:

R0 = 20 Ω，U=18 V

（3）只闭合S1，电流表的量程大于灯的额定电流，则电路中最大电流等于灯的额定电流0.5 A。

得变阻器接入电路的最小电阻R最小= 24 Ω

只闭合S2，变阻器两端电压为15V时，连入电路中的电阻最大

由于

，则变阻器接入电路的最大电阻R最大=100 Ω

电路消耗的最小功率：

2题解析1）当只闭合S3时，R1和R2串联在电路中

R串＝R1+R2＝10Ω+30Ω＝40Ω

（2）当只断开S1时，只有R2接入电路中

（3）当R1和R2并联在电路中时，电路的总功率最大

当R1和R2串联在电路中时，电路的总功率最小

2014年中考物理试题电学压轴题之最值问题训练

（二）

3、如图15所示，电源电压为6V，滑动变阻器R1标有“10Ω2A”的字样，当滑动变阻器滑片P在最右端时，闭合开关S，电流表

的0.5A。

求：

（1）R2的阻值；

（2）此时电流表

的示数；

（3）若在电路安全工作的前提下，移动滑动变阻器滑片P，电路消耗的总功率范围。

4、如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为5Ω，小灯泡上标有“12V6W”字样，闭合开关S．

（1）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的读数为1.7A，小灯泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。

（2）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率。

训练二答案

3题解析解：

（1）电流表

测R2的电流，R1与R2并联，R2=U/I2=6V/0.5A=12Ω

（2）滑片P在最右端时，通过滑动变阻器的电流I1=U/R1=6V/10Ω=0.6A

电流表

的示数I=I1+I2=0.6A+0.5A=1.1A

（3）要电路安全工作，通过滑动变阻器的电流不能超过2A,这时既不损坏滑动变阻器也不会损坏电流表。

故I最大=0.5A+2A=2.5A，P最大=UI最大=6V×2.5A=15W。

当滑片滑到最右端时，总电阻最大，总电流最小。

I最小=I2+U/R1=0.5A+6V/10Ω=1.1A,

P最小=UI最小=6V×1.1A=6.6W

∴电路消耗的总功率范围为6.6W到15W

4题解析解：

（1）小灯泡正常发光的电流

当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，L和R2并联，滑动变阻器中的电流：

因灯泡恰能正常发光，即电源电压U=UL额=12V,滑动变阻器的最大阻值

（2）当开关S1、S2都断开时，且P在最右端，R1和R2串联，接入电路中的总电阻

电流表的读数

此时滑动变阻器消耗的电功率

2014年中考物理试题电学压轴题之最值问题训练（三）

1、“赛龙舟”是端午节里的传统节目。

小安同学自制了一个卡通龙舟，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。

她选用规格为“12V6W”的红灯和“12V12W”的绿灯及“24Ω2A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路。

当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）。

求：

（1）两灯都正常发光时电流表的示数为多少?

（2）该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少?

2、小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热。

电源电压为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200Ω3A”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“12V3W”的字样。

（1）灯泡正常工作时的电流是多大？

（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值。

（3）S、S1、S2均闭合时，求R2上消耗电功率的最小值和最大值。

训练三答案

1.解：

（1）由P=UI可计算两灯的额定电流

I红=P红/U红=6W/12V=0.5A

I绿=P绿/U绿=12W/12V=1A

当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时，红灯和绿灯并联且正常发光

∴I=I红+I绿=1.5A，电源电压U=U额=12V

（2）由P=U2/R

R最小时功率最大

两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小，此时两灯正常发光

Pmax=P红+P绿=12W+6W=18W

R最大时功率最小

电阻较大的灯泡与滑动变阻器全值串联电阻最大，由R=U2/P知红灯电阻较大

R红=U红2/P红=122V2/6W=24Ω

当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时

当闭合开关S、S1、S2，且滑动变阻器的滑片P移至b端时

Rmax=R红+R1=48Ω

Pmin=U2/Rmax=122V2/48Ω=3W

2题

（1）

（2）闭合S，断开S1、S2，此时R1与L串联

由灯泡正常工作和串联电路中电流处处相等知UL=12V，I=IL=0.25A

根据欧姆定律得

R1=（U-U1）/I=（72V-12V）/0.25A=240Ω

（3）S、S1、S2均闭合时，R1与R2并联

当滑动变阻器R2的阻值最大时，R2上消耗电功率的最小

因电流表A2允许通过的最大电流为3A，则允许通过滑动变阻器的最大电流I2max=3A-0.3A=2.7A,且2.7A<3A

Pmax=UI2max=72V×2.7A=194.4W

评析：

本题滑动变阻器的最大电流受电流表A2量程的制约。

2014年中考物理试题电学压轴题之最值问题训练（四）

1、如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8Ω，小灯泡L上标有“6V3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变。

若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表

的示数为3V，那么：

（1）小灯泡L的电阻为多大？

（2）电压电压为多少？

（3）R1电阻为多大？

（4）若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大。

这个最大的功率等于多少？

2、如图所示的电路中，灯泡L上标有“12V9W”字样，滑动变阻器的最大阻值为R1，电源电压保持不变。

当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L正常发光，两电流表指针位置相同；当开关S1、S2断开，S3闭合时，改变滑片P的位置，使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1和R1/4，在这两种情况下，滑动变阻器消耗的功率相等。

（灯泡电阻不随温度的变化而改变）求：

（1）电源电压；

（2）R2的阻值；（3）电路在何种状态下消耗的功率最小，最小功率是多少？

训练（四）答案

1：

（1）

（2）闭合S1、S2，断开S3，灯L和R1串联，此时灯正常发光

（3）灯L和R1串联，灯正常发光

（4）闭合S1、S3，断开S2，灯L、R2和滑动变阻器R串联

当R=0Ω时，总电阻最小，总功率最大，但要考虑此时的最大电流是否超过IL额

当R=0Ω时，电路的总电流I/=U/（RL+R2）=9V/（12Ω+8Ω）=0.45A,0.45A

∴R=0Ω时，电路的总功率最大，是成立的。

2、当开关S1、S2、S3都闭合时，此时L和R2并联，且灯泡L正常发光

∴U=U额=12V

（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，此时L和R2并联，两电流表指针位置相同

灯泡电阻RL=U额2/P额=（12V）2/9W=16Ω

两电流表指针位置相同,说明总电流是通过R2电流的5倍，即I=5I2，IL=4I2

根据欧姆定律可得R2=4RL=4×16Ω=64Ω

（3）当开关S1、S2断开，S3闭合时,R1与L串联.

当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，其消耗的功率为P1：

P1=I12R1=U2R1/（R1+RL）

当滑动变阻器接入电路的阻值为R1/4时，其消耗的功率为P2：

P2=I22R1/4=U2R1/[4（R1/4+RL）]

带入数据并联立上面两方程解得R1=32Ω

要使电路中的总功率最小，根据P=U2/R，应使电路总电阻最大。

这时R2与L只能选择一个阻值较大的（因为并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小），且与滑动变阻器串联并把滑动变阻器的阻值调到最大，即闭合S2，断开S1、S3，R1与R2串联，且R1的阻值取最大值时，总功率最小。

P最小=U2/（R1+R2）=（12V）2/（32Ω+64Ω）=1.5W

2014年中考物理试题电学压轴题之最值问题训练（五）

1、小华同学用如图所示的电路进行实验，已知电源电压U=12V，灯泡L标有“6V、3W”字样（不计灯丝电阻随温度的变化），滑动变阻器R0标有“50Ω、1A”字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为15V。

在实验中，为了确保测量准确，要求电表所测值不小于其量程的1/3。

要使测量准确并确保电路安全，求：

（1）灯泡L消耗的最小功率。

（2）滑动变阻器R0的阻值变化范围。

2、如图l2所示，电源电压恒定，R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,当S1、S2均断开，滑片P置于最下端B点时。

电流表的示数为0.6A，求：

（1）电源电压;

（2）当S1、S2均断开，滑片P置于最上端A点时，在5min内通过R2的电流所产生的热量;

（3）当S1、S2均闭合，滑片P在A、B两端点移动过程中（不包括A、B点），该电路所消耗的最小功率。

训练五答案

1、

（1）小灯泡的电阻RL=U额2/P额=（6V）2/3W=12Ω

要使灯泡L消耗的功率最小，根据P=I2R，应使电路中电流最小.

若滑动变阻器的阻值调到最大，此时电路中的电流I1=U/（RL+R0）=12V/（12Ω+50Ω）=0.19A,0.19A<0.6A/3，∴不能将滑动变阻器的阻值调到最大.

为使测量准确，电路中电流最小值应为0.6A/3=0.2A，且因电压表量程大于电源电压，电压表是安全的。

灯泡L消耗的最小功率P最小=I最小2RL=（0.2A）2×12Ω=0.48W

（2）当电流最小时，滑动变阻器可接入电路阻值最大.

此时灯泡分得的电压UL=I最小×RL=0.2A×12Ω=2.4V

R0最大=U0/I最小=（U－UL）/I最小=（12V－2.4V）/0.2A=48Ω

灯泡的额定电流I额=P额/U额=3W/6V=0.5A

若最大电流为0.6A，超过灯泡的额定电流，故最大电流不能为0.6A，I最大=I额=0.5A

此时灯泡的电压等于额定电压6V,电压表示数为12V－6V=6V，6V>15V/3，满足题目要求.

R0最小=U0//I最大=6V/（0.5A）=12Ω

综上所述滑动变阻器R0的阻值变化范围为12Ω~48Ω。

2、解：

当S1、S2均断开，滑片P置于最下端B点时,只有R1工作

U=I1R1=0.6A×10Ω=6V

（2）当S1、S2均断开，滑片P置于最上端A点时，R1与R2串联,且R2阻值最大。

Q=I2R2t=（0.2）2×20×5×60J=240J

（3）当S1、S2均闭合，滑片P在A、B两端点移动（不包括A、B点）

R1被短路，此时电路是R上和R下两电阻组成的并联电路

要电路所消耗的最小功率最小，必须总电阻最大

R总=R上R下/（R上+R下）且R上+R下=R2=20Ω

由数学知识配方法求最值可知R上=R下=10Ω时总电阻最大

R最大=5Ω，P最小=U2/R最大=（6V）2/5Ω=7.2W