中考物理二輪復(fù)習(xí)重點(diǎn)計(jì)算壓軸題專題13 電學(xué)最值及范圍（壓軸難題）計(jì)算（含解析）

第二部分新課標(biāo)16類中考重點(diǎn)計(jì)算壓軸難題專題13電學(xué)最值及范圍（壓軸難題）計(jì)算（共9道題）1.（2022遼寧鐵嶺）如圖所示電路，電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30Ω，電壓表的量程為0~3V，燈L1和L2分別標(biāo)有“2V0.4W”“2.5V0.625W”的字樣，忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響。閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，L2正常發(fā)光；在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是（）A.電源電壓為4.5VB.閉合開關(guān)S、S1，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為8Ω~20ΩC.只閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片可使L1、L2正常發(fā)光D.只閉合開關(guān)S，通電10s，電路最多消耗9J的電能【答案】ABD【解析】A．閉合開關(guān)S、S1，滑動(dòng)變阻器與L2串聯(lián)，L2正常發(fā)光，此時(shí)L2兩端電壓為2.5V，電壓表示數(shù)為2V，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓為2V，則電源電壓SKIPIF1<0故A正確；B．L2正常發(fā)光時(shí)的電流SKIPIF1<0此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻SKIPIF1<0L2的電阻SKIPIF1<0當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3V時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻SKIPIF1<0則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為8Ω~20Ω，故B正確；C．只閉合開關(guān)S，L1、L2與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，L1正常發(fā)光時(shí)的電流SKIPIF1<0因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，所以L1、L2不可能同時(shí)正常發(fā)光，故C錯(cuò)誤；D．只閉合開關(guān)S，當(dāng)電路電流最大為L(zhǎng)1的額定電流0.2A時(shí)，電路功率最大，電路消耗電能SKIPIF1<0電路最多消耗9J的電能，故D正確。故選ABD。2．（2021·貴州貴州）如圖所示，電源電壓為18V，定值電阻R1=10Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“50Ω2A”，電流表量程為“0-3A”。在確保電路安全的情況下，下列說法正確的是（）A．滑片P向右移動(dòng)過程中，電流表的示數(shù)變小B．滑動(dòng)變阻器允許接入電路中的阻值范圍為0~50ΩC．若電源電壓可調(diào)，電源電壓可調(diào)節(jié)的最大值為25VD．若電源電壓可調(diào)，為使電流表示數(shù)達(dá)到最大，電源電壓可調(diào)節(jié)的最小值為18V【答案】AC【解析】從圖中可以看出，滑動(dòng)變阻器與定值電阻并聯(lián)，電流表測(cè)量干路電流。A．滑片P向右移動(dòng)過程中，滑動(dòng)變阻器接入的電阻變大，電路總電阻變大，由歐姆定律得，電流表的示數(shù)變小，故A正確；B．當(dāng)電流表示數(shù)最大為3A時(shí)，滑動(dòng)變阻器允許接入電路中的阻值最小。由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知SKIPIF1<0通過R1的電流SKIPIF1<0通過R2的電流SKIPIF1<0滑動(dòng)變阻器允許接入電路中的最小阻值SKIPIF1<0范圍為15Ω~50Ω，故B錯(cuò)誤；C．若電源電壓可調(diào)，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到最大為3A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入的電阻也最大為50Ω時(shí)，電源電壓最大。此時(shí)電路的總電阻SKIPIF1<0電源電壓SKIPIF1<0故C正確；D．若電源電壓可調(diào)，為使電流表示數(shù)達(dá)到最大，滑動(dòng)變阻器接入的電流也最大為2A時(shí)，電源電壓最小值。SKIPIF1<0電源電壓SKIPIF1<0故D錯(cuò)誤。故選AC。3.（2022遼寧大連）如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變。電流表的量程是“0～0.6A”，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω2A”，小燈泡L的額定電流是0.5A。將滑片P移到阻值最大端，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同，如圖乙所示。移動(dòng)滑片P，當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，其中一個(gè)電壓表的指針又偏轉(zhuǎn)了13個(gè)小格。在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是（）電壓表V2的示數(shù)始終是6V B.小燈泡L的額定功率是1.25WC.電路中最大功率是3.6W D.滑動(dòng)變阻器電阻變化范圍是7Ω～20Ω【答案】ABD【解析】A．甲圖中燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V1測(cè)燈泡的電壓，V2測(cè)電源電壓，滑片P移到阻值最大端，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，故可知V1選用小量程，分度值為0.1V，電壓示數(shù)為1.2V；V2選用大量程，分度值為0.5V，電壓表示數(shù)為6V，因電源電壓不變，故電壓表V2的示數(shù)始終是6V，故A正確；B．移動(dòng)滑片P（變阻器連入電路的電阻變?。煞謮涸?，滑動(dòng)變阻器的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡的電壓變大。已知當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，其中一個(gè)電壓表的指針又偏轉(zhuǎn)了13個(gè)小格，即增大了ΔU=13×0.1V=1.3V故燈泡此時(shí)的電壓即額定電壓為UL=1.2V+1.3V=2.5V小燈泡L的額定功率是PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W故B正確；C．小燈泡L的額定電流是0.5A，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，故電路的最大電流為0.5A，則電路中最大功率是P=UIL=6V×0.5A=3W故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路的電流為0.5A，即為最大電流，此時(shí)變阻器連入電路的電阻最小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器的電壓為U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V由歐姆定律，變阻器連入電路的最小電阻為SKIPIF1<0由已知條件，變阻器的最大電阻連入電路中，故滑動(dòng)變阻器電阻變化范圍是7Ω～20Ω，故D正確。故選ABD。4.（2022內(nèi)蒙古通遼）如圖所示，電源電壓恒定，R1=12Ω，R2=5Ω，滑動(dòng)變阻器R3的規(guī)格是“20Ω1.5A”，電流表的量程是0～3A，電壓表的量程是0～15V。（1）只閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.8A時(shí)，電壓表示數(shù)為8V，求電源電壓。（2）將滑片移到最右端，閉合所有開關(guān)，在1min內(nèi)R1產(chǎn)生多少熱量？（3）閉合所有開關(guān)，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍應(yīng)為多少？【答案】（1）12V；（2）720J；（3）8～20Ω【解析】（1）由圖知道，當(dāng)只閉合開關(guān)S時(shí)，R2和R3串聯(lián)，電流表A測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R3兩端的電壓，由歐姆定律知道，此時(shí)R2兩端的電壓為U2=IR2=0.8A×5Ω=4V根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電源電壓為U=U2+U3=4V+8V=12V（2）將滑片移到最右端，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，閉合所有開關(guān)，此時(shí)R2被短路，R1和R3并聯(lián)，電壓表測(cè)電源電壓，電流表A測(cè)干路電流，由歐姆定律知道，通過R1的電流SKIPIF1<0流過滑動(dòng)變阻器的電流為SKIPIF1<0由焦耳定律SKIPIF1<0知道，1min內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量為SKIPIF1<0（3）將滑片移到最右端，閉合所有開關(guān)時(shí)，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律知道，電流表A的示數(shù)為I干=I1+I3=1A+0.6A=1.6A由于干路電流最大為3A，滑動(dòng)變阻器R3的規(guī)格是“20Ω1.5A”，則通過滑動(dòng)變阻器電流最大值為1.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小，為SKIPIF1<0故閉合所有開關(guān)，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為8～20Ω。答：（1）電源電壓是12V；（2）將滑片移到最右端，閉合所有開關(guān)，在1min內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量是720J；（3）閉合所有開關(guān)，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍應(yīng)為8～20Ω。5.（2022山東聊城）如圖所示，電源電壓和小燈泡的燈絲電阻均保持不變。SKIPIF1<0為SKIPIF1<0的定值電阻，小燈泡SKIPIF1<0上標(biāo)有“SKIPIF1<0”字樣，滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0上標(biāo)有“SKIPIF1<0”字樣，電流表使用的量程為SKIPIF1<0。當(dāng)所有開關(guān)都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最上端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為SKIPIF1<0。求：（1）小燈泡SKIPIF1<0的額定功率；（2）開關(guān)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0斷開時(shí)，定值電阻SKIPIF1<0兩端的電壓；（3）開關(guān)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0斷開時(shí)，為了保證測(cè)量精確，要求電流表示數(shù)不小于其量程的SKIPIF1<0，求滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0連入電路的最大阻值?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0；（3）SKIPIF1<0【解析】（1）所有開關(guān)都閉合時(shí)，R1被短路，燈SKIPIF1<0與SKIPIF1<0并聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，則SKIPIF1<0滑動(dòng)變阻器的滑片移到最上端時(shí)，滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0連入電路中的阻值為SKIPIF1<0，通過滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0的電流SKIPIF1<0通過小燈泡SKIPIF1<0的電流SKIPIF1<0小燈泡SKIPIF1<0的額定功率SKIPIF1<0（2）開關(guān)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0斷開時(shí)，定值電阻SKIPIF1<0和小燈泡SKIPIF1<0串聯(lián)，小燈泡的燈絲電阻SKIPIF1<0電路中的電流SKIPIF1<0定值電阻SKIPIF1<0兩端的電壓SKIPIF1<0（3）開關(guān)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0斷開時(shí)，定值電阻SKIPIF1<0和滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0串聯(lián)，若R2接入最大值，此時(shí)電路中的電流最小，最小值為SKIPIF1<0因?yàn)?.75A大于電流表SKIPIF1<0量程的最大值，電流表只能接入大量程，SKIPIF1<0題中要求的電流值至少達(dá)到SKIPIF1<0則電路中最小電流SKIPIF1<0電路中的最大總電阻SKIPIF1<0則滑動(dòng)變阻器連入電路的最大阻值SKIPIF1<0答：（1）小燈泡SKIPIF1<0的額定功率為SKIPIF1<0；（2）開關(guān)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0斷開時(shí)，定值電阻SKIPIF1<0兩端的電壓為SKIPIF1<0；（3）開關(guān)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0閉合，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0斷開時(shí)，要求電流表示數(shù)不小于其量程的SKIPIF1<0，滑動(dòng)變阻器SKIPIF1<0連入電路的最大阻值為SKIPIF1<0。6.（2022遼寧營(yíng)口）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡規(guī)格是“3V1.5W”，R1=10Ω，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω1A”，電壓表選用3V量程。斷開S2，閉合S和S1，當(dāng)滑片P移到變阻器中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；（2）電源電壓；（3）斷開S1，閉合S和S2，在保證電路元件安全前提下，電路消耗的最大功率是多少?！敬鸢浮浚?）0.5A；（2）8V；（3）2.4W【解析】（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流SKIPIF1<0（2）滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電路中的電流是0.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為SKIPIF1<0所以電源電壓U=UL+U2=3V+5V=8V（3）斷開S1，閉合S和S2，當(dāng)電壓表為3V時(shí)，電流最大，電路的功率最大，此時(shí)電路中的電流SKIPIF1<0電路消耗的最大功率P=UI1=8V×0.3A=2.4W答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流是0.5A；（2）電源電壓是8V；（3）斷開S1，閉合S和S2，在保證電路元件安全前提下，電路消耗的最大功率是2.4W。7．（2021·貴州）在下圖所示電路中，電源電壓為18V，電阻R1的阻值為10Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“50Ω2A”字樣，電壓表的量程為“0-15V”閉合開關(guān)后，電路正常工作。求:（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)為14V時(shí)，電阻R1的電功率；（2）在滑片由B端移到A端的過程中，電路中電流的變化范圍；（3）若在電路中再串聯(lián)一個(gè)量程為“0-0.6A”的電流表，要使電路中的電流變化量最大，求滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值范圍?！敬鸢浮浚?）1.6W；（2）0.3A~1.8A；（3）20ΩSKIPIF1<050Ω【解析】（1）由圖可知，電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，電壓表的示數(shù)為14V，則R1兩端的電壓U1=U-U2=18V-14V=4V電阻R1的電功率P=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=1.6W電阻R1的電功率為1.6W。（2）在滑片由B端移到A端的過程中,電壓表的量程為“0-15V”，則電壓表的最大示數(shù)為15V，當(dāng)U2大=15V，R1兩端的電壓SKIPIF1<0=U-U2大=18V-15V=3V電路中的電流最小I′=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=0.3A當(dāng)電壓表的示數(shù)為0，R1兩端的電壓為18V，電路中的電流最大SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=1.8A故電路中電流的變化范圍為0.3ASKIPIF1<01.8A。（3）若在電路中再串聯(lián)一個(gè)量程為“0-0.6A”的電流表，則電路中的電流最大為0.6A，根據(jù)歐姆定律可得電路的總電阻R總=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=30Ω此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值最小為R2最小=R總-R1=30Ω-10Ω=20Ω電壓表的最大示數(shù)為15V，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值最大為R2最大=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=50Ω故滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值范圍為20ΩSKIPIF1<050Ω。8.如圖所示電路中，電源電壓為18V且恒定不變，燈泡L標(biāo)有“6V3W”的字樣，燈絲的電阻保持不變，滑動(dòng)變阻器R銘牌上的規(guī)格是“100Ω1A”，電流表所用量程為0——0.6A，電壓表所用量程為0——15V，該電路工作時(shí)，要求各元件均安全。閉合開關(guān)，在滑動(dòng)變阻器滑片P滑動(dòng)過程中，下列判斷正確的是（）A.電壓表的示數(shù)變化范圍是3V——6VB.電流表的示數(shù)變化范圍是0.25A——0.6AC.滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍是18Ω——100ΩD.該電路消耗的最大功率是最小功率的2倍【答案】D【解析】A．由電路圖可知，燈泡L與變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓UL=6V，功率PL=3W，由P=UI可得，正常發(fā)光時(shí)的電流SKIPIF1<0因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0~0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，所以，電路中的最大電流SKIPIF1<0此時(shí)電壓表的示數(shù)最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，電路消耗的功率最大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電壓表的最小示數(shù)SKIPIF1<0又因?yàn)殡妷罕硭昧砍虨?~15V，則電壓表的示數(shù)變化范圍是12V～15V，故A錯(cuò)誤；B．燈泡的電阻SKIPIF1<0當(dāng)電壓表的示數(shù)UR＇=15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電路消耗的功率最小，此時(shí)燈泡兩端的電壓SKIPIF1<0電路中的最小電流SKIPIF1<0所以電流表的示數(shù)變化范圍是0.25A~0.5A，故B錯(cuò)誤；C．由歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小電阻SKIPIF1<0滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值SKIPIF1<0所以滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍是24Ω~60Ω，故C錯(cuò)誤；D．電路消耗的最大功率SKIPIF1<0電路消耗的最小功率SKIPIF1<0所以該電路消耗的最大功率