2024年中考物理壓軸題專項訓(xùn)練：電學(xué)綜合計算題（解析版）

壓軸題01電學(xué)綜合計算題

NO.1

壓軸題解讀

i.考查電路中電流、電壓、電能、電功率等相關(guān)物理量的計算；

2.結(jié)合I-U或U-I圖像，計算與圖像相關(guān)的物理量；

3.計算因滑動變阻器變化而導(dǎo)致的電路中其他物理的改變；

4.結(jié)合電表的量程和分度值、滑動變阻器，小燈泡規(guī)格，計算電路中相關(guān)物理量的最值或取值范圍；

5.電熱的綜合計算一單擋位、多擋位問題；電路圖常結(jié)合敏感電阻、電磁繼電器，其他自動裝置等考查。

NO.2

壓軸題密押

0解題要領(lǐng)歸納

1.串聯(lián)電路（如圖）:滑動變阻器接入電路電阻越小=電路電流越大，與滑動變阻器串聯(lián)的用電

器兩端電壓越大：

①電流最大值（電流表量程、燈泡額定電流、滑動變阻器的最大電流=>取最?。?/p>

②電壓最大值（燈泡額定電壓、電壓表量程一取最?。?/p>

③滑動變阻器取值范圍（最大值一滑動變阻器規(guī)格、并聯(lián)在滑動變阻器兩端的電

壓表讀數(shù)最大時，接入電路的電阻一取最??；最小值一電路電流最大時接入電路的電阻）.

④小燈泡阻值R,不隨溫度變化時，滑動變阻器最大電功率'港大=廠"滑=（麻花廠"滑

U2__j、,u2

a-心）2即當(dāng)R滑蟲時，滑動變阻器有最大功率以=碣.

-----------------------------+4R.

R泊R滑L

~（y）~

2.并聯(lián)電路（如圖）:滑動變阻器接入電路電阻越小=該支路電流越大n電路總電流越大：

①電流最大值（電流表量程、流經(jīng)滑動變阻器最大電流=取最?。?；

②滑動變阻器取值范圍（最大值一滑動變阻器規(guī)格；最小值一電流最大時滑動變

阻器接入電路的電阻）.

3.多擋位電路分析步驟：連接方式=阻值大小判斷=擋位判斷，示例（如圖）:S閉合，R】與R2

串聯(lián)；S、So閉合，R,接入電路一心與Rz串聯(lián)的總電阻大于RinS、S。閉合為高

溫擋，S閉合時為低溫擋。

目錄：

?題型01求動態(tài)電路中的電功、電功率

?題型02最值問題

?題型03取值范圍問題

?題型04多開關(guān)變換問題

?題型05圖像題

?題型06電熱器中的多檔位開關(guān)問題

?題型07電磁繼電器在電路中的應(yīng)用

?題型08力敏、壓敏、熱敏等敏感電阻在電路中的應(yīng)用

?題型09電磁感應(yīng)在電路中的應(yīng)用

?題型10簡單機械在電路中的應(yīng)用

?題型11其他電學(xué)壓軸題

?題型01求動態(tài)電路中的電功、電功率

1.（2024.四川廣元.二模）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L標有72V6W”字樣（忽略燈絲電

阻隨溫度的變化），滑動變阻器R標有“20。1A”字樣，兩個電壓表均有，。?3V”和“0?15V”兩個量程，電流表有

“0?0.6A”和“0?3A”兩個量程。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片至最左端時，小燈泡恰好正常發(fā)光。

(1)求小燈泡正常發(fā)光時的電阻。

(2)當(dāng)滑動變阻器的滑片P滑至連入電路的阻值為6Q時，求此時電路的總功率。

(3)若用電阻&來替換小燈泡L,選擇適當(dāng)?shù)碾姳砹砍?，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片至中點時，電壓表V!與V2的偏

轉(zhuǎn)角度之比為1：2,求滿足要求的&的阻值。

【答案】(1)24Q;(2)4.8W;(3)9Q,10Q

【詳解】解：(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻

_U[_(12V)2

R=24Q

(2)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片至最左端時，電路為只有小燈泡的簡單電路，小燈泡恰好正常發(fā)光，則

電源電壓U=4=12V,當(dāng)滑動變阻器的滑片P滑至連入電路的阻值為6。時，電路中的總電阻

R=RL+R滑=24。+6Q=30Q

此時電路中的電流

U12V0人

Ir=—=------=0.4A

R30Q

電路的總功率

P=W=12VxO.4A=4.8W

(3)若用電阻&來替換小燈泡L,滑動變阻器滑片至中點時，電路為Ro、R的串聯(lián)電路，此時滑動變阻器連

入電路的阻值夫滑=10Qo電壓表V2測電源電壓，故電壓表V2的量程為0-15V,電壓表Vi的量程可能

為0?3V或0~15V。當(dāng)電壓表Vi的量程為0~3V時，電壓表Vi與V2偏轉(zhuǎn)角度之比為1：2,則電壓表

%與V2的示數(shù)之比為1：10,即所以

7^,U-U,9

=

utT

又感=1。。貝4q=9。。。當(dāng)電壓表V］的量程為。?15V時，電壓表Vi與V2偏轉(zhuǎn)角度之比為1：2,則

電壓表V］與V2的示數(shù)之比為1：2,即上=工，則

U2

&=u-u1

T

則

7?o'=R滑=10Q

則滿足要求的即的阻值為90。或10Q

答：(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻為24。;

(2)此時電路的總功率為4.8W;

(3)滿足要求的&的阻值為90Q或10Qo

2.(2023?江蘇南通.模擬預(yù)測)如圖所示，電源電壓恒定，R為滑動變阻器，小燈泡L的規(guī)格為“3V3W”，不計

燈絲電阻隨溫度而發(fā)生的變化。現(xiàn)將滑動變阻器的觸頭移至某一位置，當(dāng)Si閉合，S2斷開時，小燈泡正常發(fā)光；

當(dāng)Si與S2均閉合時，電流表的示數(shù)為1.5A。求：

(1)小燈泡正常發(fā)光時流過燈泡的電流強度/；

(2)電源電壓U及滑動變阻器接入電路的阻值R/；

(3)Si閉合，S2斷開，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為12Q時，滑動變阻器在50s內(nèi)消耗的電能憶

【詳解】解：(1)小燈泡正常發(fā)光時流過燈泡的電流強度

UL3V

(2)將滑動變阻器的觸頭移至某一位置，當(dāng)Si閉合，S2斷開時，變阻器和燈泡串聯(lián)，電流表測量電路中的電流,

由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過變阻器的電流是1A,電源電壓

U=Uz+/R/=3V+1AxR/①

當(dāng)Si與S2均閉合時，只有變阻器的簡單電路，電流表測量電路中的電流，電源電壓

U=I'Ri=L5A*Ri②

由①和②得到

U=9V,Ri=6Q

(3)燈泡正常發(fā)光時的電阻

Si閉合，S2斷開，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為12。時，電路中的電流

9V

1"=—=0.6A

RL+R3Q+12Q

滑動變阻器在50s內(nèi)消耗的電能

W=/"2RU(O.6A)2X12Qx50s=216J

答：(1)小燈泡正常發(fā)光時流過燈泡的電流強度/為1A;

(2)電源電壓。等于9V,滑動變阻器接入電路的阻值4為6。；

(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為12。時，滑動變阻器在50s內(nèi)消耗的電能卬為216JO

?題型02最值問題

3.(2024.黑龍江綏化.模擬預(yù)測)在如圖所示的電路中，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變,電源電壓U=6V,

小燈泡&標有“3V3W”字樣，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V滑動變阻器叢的最大阻值為20Qo

求：

(1)只閉合S2時，電流表示數(shù)為0.5A,則滑動變阻器以接入的電阻是多大；

(2)閉合開關(guān)Si和S3時，電路的功率為6W,則閉合開關(guān)Si、S2和S3時，電路的總電阻；

(3)在不損壞各元件的情況下，只閉合開關(guān)Si,R/消耗的最大功率為多少。

【答案】(1)9Q;(2)2Q;(3)2.16W

TJ2

【詳解】解：(1)只閉合S2時，&和B串聯(lián)，電流表測的是電路電流，電壓表測的是以的兩端電壓。根據(jù)尸=3

R

可得，燈泡的電阻為

ul_(3V)2

=3。

此時電流表示數(shù)為0.5A,即電路電流為/=0.5A;根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，滑動變阻器叢接入的電阻

是

R=--R.=且匕-3Q=9Q

3I”0.5A

U2

(2)閉合開關(guān)Si和S3時，電路為Ri的簡單電路，根據(jù)「=一可得，Ri的電阻為

A

U2(6V)2

K=——=----=612

;6W

閉合開關(guān)Sl、S2和S3時，&被短路，&和R并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以,

電路中的總電阻為

(3)在不損壞各元件的情況下，只閉合開關(guān)S1，R和叢串聯(lián)，電流表測的是電路電流，電壓表測的是以的兩

端電壓。當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大時，根據(jù)分壓原理可知，其兩端電壓最大，由于電壓表的量程為3V,

所以變阻器的兩端電壓最大為3V;根據(jù)串聯(lián)分壓可得，此時尺的兩端電壓為

U]=U-U滑大=6V-3V=3V

根據(jù)歐姆定律可得，此時通過幻的電流為

773V

/尸」=——=0.5A<0.6A

1&6Q

電流表安全。由于電流表的量程為0~0.6A,當(dāng)電流表示數(shù)達到最大時，即/?=0.6A,根據(jù)歐姆定律可得，此時

以的兩端電壓為

U；=/2K=0.6AX6Q=3.6V

根據(jù)串聯(lián)分壓可得，此時后的兩端電壓為

L^=U-Ui=6V-3.6V=2.4V<3V

電壓表安全。綜上可知，電路的最大電流為A=0-6A,此時R/消耗的功率最大，為

片=/溫=(0.6A>x60=2.16W

答：(1)只閉合S2時，電流表示數(shù)為0.5A,則滑動變阻器后接入的電阻是9C;

(2)閉合開關(guān)Si和S3時，電路的功率為6W,則閉合開關(guān)Si、S2和S3時，電路的總電阻為2Q;

(3)在不損壞各元件的情況下，只閉合開關(guān)Si,4消耗的最大功率為2.16W.

4.(2023?湖南長沙?二模)如圖所示，電源兩端電壓不變,燈泡上標有“6V3W”字樣(假設(shè)燈泡的電阻不隨溫度

而改變1當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，電流表的示數(shù)為h,電壓表的示數(shù)為5,電路的總功率是P1,當(dāng)開關(guān)Si、S2、

S3都閉合時，電流表的示數(shù)為12,電壓表示數(shù)為U2,電路的總功率是P2,當(dāng)只閉合開關(guān)S2時，電阻&的電功

率為0.72W,已知Ui：U2=3：4,刀：/2=1：4。求：

(1)燈泡的阻值；

(2)B：巳；

(3)通過開關(guān)的斷開或閉合，電路的最大功率和最小功率分別為多少？

【答案】(1)12。；(2)1:4;(3)3W,0.75W

【詳解】

解：(1)由P=UI可得,燈泡L正常工作時的電流為

人―.5A

36V

由歐姆定律可得，燈泡的電阻為

箴=12。

(2)當(dāng)只閉合開關(guān)Si時，R/與L串聯(lián)，電壓表測量以兩端的電壓，電流表測量電路中電流，電流表的示數(shù)為

h,電壓表的示數(shù)為Ui,電路的總功率是P；

當(dāng)開關(guān)S1.$2、S3都閉合時，4與尺2并聯(lián)，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，電流表的示數(shù)為h,電壓

表示數(shù)為U2,電路的總功率是P2,

當(dāng)只閉合開關(guān)S2時，尺2與L串聯(lián)，電壓表測量七兩端的電壓，電流表測量電路中電流；3即電源電壓，因電

源電壓不變，根據(jù)P=U/可知，電功率與電流成正比，故

Pi：尸2=刀：及=1：4

(3)已知①：5=3:4,在第一次操作中，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電阻與Q的電壓之比為1：3,由分

壓原理可知，有

R/=3&=3x120=36。

根據(jù)在電壓不變時，電流與電阻成反比，根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電阻的規(guī)律，在第1、2次操作中對應(yīng)的電流之比有

用+6=1

R1+RL~4

聯(lián)立得出

&=18。

在第3次操作中，電阻&的電功率為0.72W,根據(jù)P=FR可知電路的電流為

在第3次操作中，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律，電源電壓為

[7=Z3(7?L+7?2)=0.2Ax(12Q+18Q)=6V

根據(jù)P=」,電源電壓不變時，電路的電阻越小(大)，電路的功率最大(小)，根據(jù)并聯(lián)、串聯(lián)電阻的規(guī)律，

R

可知島與&并聯(lián)時電路的電阻最小，則有

36Qxl8Q

Ri+居-36。+180

電路的最大功率為

U2(6V)2

rL==----=3W

大R并12Q

E大于七;故當(dāng)燈與以串聯(lián)時電路的電阻最大，即在第1次操作中電路的功率最小，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律有

答：(1)燈泡的阻值為12c;

(2)B：P2為1：4;

(3)通過開關(guān)的斷開或閉合，電路的最大功率和最小功率分別為3W和0.75W。

5.(2023.湖南長沙.三模)如圖所示電路，電源電壓為24V，滑動變阻器R的最大阻值為200Q，燈泡L上標有“12V

6W”的字樣，電流表量程為0-0.6A,電壓表量程為0~15Vo當(dāng)閉合開關(guān)S和Si且斷開S2時，移動滑動變阻器的

滑片，當(dāng)P在。點時，滑動變阻器接入電阻為Ra,電流表示數(shù)為h,滑動變阻器功率為Pa,當(dāng)P在b點時，滑

動變阻器接入電阻為Rb,電流為h,滑動變阻器功率為Pb,已知凡：凡=1：5,小八=2：1,6-匕=0.3W，則：

(1)燈泡L正常工作時的電流為多少；

(2)當(dāng)閉合S和S2,斷開Si時，移動滑片使燈泡正常發(fā)光，此時滑動變阻器連入電路的電阻為多少；

(3)定值電阻Ro阻值多少；

(4)閉合開關(guān)S和Si,斷開S2時，保證電路安全的條件下，心可實現(xiàn)的是最大功率和最小功率之比是多少？

【答案】(1)0.5A;(2)24Q;(3)90Q;(4)64:9

【詳解】解：(1)燈泡L上標有“12V6W”字樣，表示燈的額定電壓為12V,額定功率為6W,由〃=[//可得，

燈泡L正常發(fā)光時的電流

/=&=絲=0.5A

額U額12V

(2)當(dāng)閉合S和S2,斷開S1時，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，此時電路中的電流為0.5A,

串聯(lián)電路分電壓，此時滑動變阻器兩端的電壓為

U滑=U-U額=24V-：12V=12V

由歐姆定律推導(dǎo)公式得到此時接入電路中的滑動變阻器阻值為

(3)閉合開關(guān)S和Si且斷開S2時，定值電阻R。與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路

中的電流，則滑動變阻器分別接入電路中的阻值為Ra和Rb時，電路中的電路中的電流分別為

&①

’2='+'②

已知此：扁=1:5,小八=2：1,聯(lián)立①②解得

4=34③

由題干知

P「P?=03W④

由尸=尸我可知

△尸==0.3W⑤

在⑤中代入題干中數(shù)據(jù)和①②③等式得

(24V)2(24V)2

AP=X5R“一R〃=0.3W

M)2(4RJ

解得

Ra=30。

由③得

國=90Q

(4)7?最大阻值為200Q,&阻值恒定90Q，因凡和R組成串聯(lián)電路，出于電器安全考慮，各電表不能超過量

程最大值，據(jù)尸=方可知，當(dāng)定值電阻放兩端的電壓最小時，功率最小，故調(diào)節(jié)滑動變阻器R使R兩端電壓

R

最大為15V,此時凡兩端的電壓最小為

滑max=24V-l5V=9V

凡的最小功率為

瞿=S9W

當(dāng)R未接入電路時，滑動變阻器兩端電壓達到最小0V,電源電壓集中在&兩端，此時電流最大

U24V

max苗一礪~0.27A

電流表安全，故&兩端電壓為最大值24V時，功率最大為

鏟唔=6.4W

%

Ro的最大功率和最小功率之比為

七：心m=6.4W:0.9W=64:9

答：(1)燈泡L正常工作時的電流為0.5A;

(2)當(dāng)閉合S和S2,斷開Si時，移動滑片使燈泡正常發(fā)光，此時滑動變阻器連入電路的電阻為24。；

(3)定值電阻&阻值為90Q;

(4)閉合開關(guān)S和Si,斷開S2時，保證電路安全的條件下，&的最大功率和最小功率之比為64:9。

?題型03取值范圍問題

6.(2024.江蘇徐州.一模)如圖，電源電壓恒定U=9V,R/、&是定值電阻，R/=10。，滑動變阻器治標有“20。,

0.5A”字樣，閉合開關(guān)Si、S2、S3,電流表的示數(shù)為1.5A。求：

(1)只閉合開關(guān)Si,電流表的示數(shù)；

(2)開關(guān)SixS2、S3都閉合時，R?在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量；

(3)只閉合開關(guān)S3,移動變阻器滑片時，叢的電功率變化范圍。

【答案】(1)0.9A;(2)54J;(3)0.9-2.5W

【詳解】解：(1)只閉合開關(guān)Si,電路中只有對工作，所以電流表示數(shù)

/=且=空=0.9A

R,10Q

(2)開關(guān)Si、S2、S3都閉合時，以、史并聯(lián)，滑動變阻器以被短路，電流表測干路電流。因并聯(lián)電路各支路互

不影響，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知，通過&的電流大小為

/2=/總一/1=1.5A—0.9A=0.6A

&在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為

Q=嗎=UI2t=9Vx0.6Axl0s=54J

(3)只閉合開關(guān)S3,滑動變阻器以與電阻Ri串聯(lián),滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A,故電路中最大電

流為人=0公，4最大電功率為

加」以"Q5A)2x1。。=2.5W

當(dāng)滑片移動到最左端時，電阻最大，電路中電流最小為

U9V“A

，rmin=---------------------

min=0.3A

Rt+R310Q+20Q

R/最小電功率為

幾m=q/=Q3A)2xlOQ=O.9W

所以Ri的電功率變化范圍為0.9~2.5Wo

答：(1)只閉合開關(guān)S!,電流表的示數(shù)為0.9A；

(2)開關(guān)SUS2、S3都閉合時,凡在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為54J;

(3)只閉合開關(guān)S3,移動變阻器滑片時，4的電功率變化范圍為0.9~2.5W。

7.(2023.河北邯鄲.二模)如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L的規(guī)格為“6V,3.6W”(燈絲電阻不

隨溫度變化)，滑動變阻器R標有“50。，1A”字樣，電壓表量程為0-15V,求：

(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻是多少；

(2)若電源電壓為15V,當(dāng)R取最大值時，求電路總功率；

(3)若將燈泡換成等阻值的定值電阻，閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器R的滑片P從距左端三分之一處移動到最

右端的過程中，發(fā)現(xiàn)電表示數(shù)均不小于所選量程最大值的三分之一，目保證電路安全，求電源電壓。的取值范

圍。

【答案】(1)10。；(2)3.75W;(3)12V-16V

【詳解】解：由電路圖可知，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路中的電流。

(1)根據(jù)P=譽可得小燈泡正常發(fā)光時的電阻為

R

(2)當(dāng)R取最大值時，則電路中的總電阻

R=R+RL=50Q+10Q=60Q

則電路總功率

(3)將滑動變阻器&的滑片P從距左端三分之一處向右端移動的過程中，電表示數(shù)均不小于三分之一，所以,

由滑動變阻器的規(guī)格可知，電流表的量程為0-0.6A,電路中電流的變化范圍為0.2A-0.6A,當(dāng)電路中的電流為

0.2A時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電源的電壓

U=/(R1+R2)=0.2Ax(10Q+50Q)=12V

當(dāng)電路中的電流為0.6A時，滑動變阻器接入電路中的電阻為,此時電源的電壓

,50

[/=+R,)=0.6Ax(10Q+yQ)=16V

所以，電源的電壓范圍為12V-16V;由電壓表的量程為0~15V可知，電壓表示數(shù)的變化范圍為5V-15V,當(dāng)電

壓表的示數(shù)為5V時，滑動變阻器接入電路中的電阻為孝。，此時電源的電壓

U'=(x(K+凡)=京匕*(10。+平。)=8丫

R23

3

當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時，滑動變阻器接入電路中的電阻為50。,此時電源的電壓

C7"=^2_X(2?1+7?2)=^^X(1OQ+5OQ)=18V

R250。

所以，電源的電壓范圍為8V-18V；因電流表、電壓表能同時偏轉(zhuǎn)相同的角度，所以，電源的電壓范圍為12V~16VO

答：(1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻是10Q；

(2)若電源電壓為15V,當(dāng)R取最大值時，電路總功率為3.75W;

(3)電源電壓U的取值范圍為12V~16VO

?題型04多開關(guān)變換問題

8.(2023?江蘇蘇州一模)如圖所示，電源電壓不變，定值電阻4=1。。，電流表量程為。~3A，小燈泡標有“6V,

3W”字樣(不考慮溫度對燈絲電阻的影響\當(dāng)開關(guān)S閉合，Si、S2斷開，滑動變阻器滑片P從b端滑動到某一

位置時，變阻器接入電路中的阻值減小了10Q,電流表示數(shù)變化了0.2A,此時小燈泡恰好正常發(fā)光。

(1)電源電壓是多大？

(2)S閉合，Si,S2斷開時，為保證電路安全，滑動變阻器的取值范圍是多少？

(3)S、Si、S2都閉合,為保證電路安全,求滑動變阻器的最大功率。

【答案】(1)7.5V;(2)3Q-13Q;(3)16.875W

【詳解】答：(1)由尸="得小燈泡正常發(fā)光的電流為

仁-5A

UL6V

由/=g得燈泡的電阻為

K

當(dāng)開關(guān)S閉合，、S2斷開，該電路為滑動變阻器R和小燈泡L的串聯(lián)電路，電流表測電路中的電流；由題知

滑片P從6滑至某一位置時，其接入電路的阻值變小，電路中的電流變大；當(dāng)滑片P從b端滑至某一位置時,

燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流為

/=/L=0.5A

則電源電壓為

t/=[/L+t/R=6V+^=6V+0.5Ax(7?p-10Q)?

當(dāng)滑片P在b端時，電路中的電流為

V=Z-0.2A=0.5A-0.2A=0.3A

則電源電壓為

U=「(&+Rp)=0.3Ax(12O+Rp)②

聯(lián)立①②可解得

%=13C,U=7.5V

(2)S閉合，S|、S?斷開時，為保證電路安全，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻最小時，燈正常發(fā)光，此時接入

的電阻

R小=Rp—10Q=3Q

當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大，電路安全，故滑動變阻器的取值范圍3d13Q。

(3)當(dāng)開關(guān)S、SuS?都閉合時，L被短路，該電路為滑動變阻器R和定值電阻4的并聯(lián)電路，電流表測干路

的電流；通過4的電流為

U7.5V…4

/7=—=------=0.75A

0nR010Q

已知電流表量程為0~3A,則干路電流最大/=3A,由并聯(lián)電路的電流特點可知通過R的最大電流為

人大=/大一%=3A-0.75A=2.25A

則滑動變阻器的最大功率為

%=/大。=2.25Ax7.5V=16.875W

答：(1)電源電壓是7.5V;

(2)滑動變阻器的取值范圍3d13。；

(3)當(dāng)開關(guān)S、SuS2都閉合時，調(diào)節(jié)滑片P,在保證電路安全的前提下，滑動變阻器R的最大功率是16.875W。

9.(2023.湖南長沙.三模)如圖所示電路，電源電壓恒定。心=10。，滑動變阻器&的最大阻值為25。、允許通

過的最大電流為2A,電流表的量程為0~3A。當(dāng)只閉合Si和S2時，電壓表示數(shù)為6V;當(dāng)只閉合Si和S3時，電

流表示數(shù)為0.6A。求：

(1)當(dāng)只閉合Si和S2時，流過Ri的電流；

(2)當(dāng)只閉合Si和S3時，R3的電功率；

(3)當(dāng)Si、S2和S3都閉合時，保證儀器安全的情況下，若換用不同的電源，都能使電流表的示數(shù)達到最大值

3A,電源電壓的取值范圍。

【答案】(1)0.6A;(2)3.6W;(3)5V-12.5V

【詳解】解：(1)當(dāng)只閉合Si和S2時，電壓表測R/兩端電壓，同時也是測電源電壓，即U=6V;流過4的電

流

/=&0.6A

1&10Q

(2)當(dāng)只閉合S1和S3時，電路為&的簡單電路，電流表示數(shù)即為流過穴3的電流，h=0.6A;&的電功率為

尸3=U/3=6VxO.6A=3.6W

(3)當(dāng)Si、S2和S3都閉合時，Ri、&、&并聯(lián)，此時電流表顯示的是干路電流，則

4=%募=1。。

滑動變阻器&的電流為最大電流值2A時，電源電壓值應(yīng)為最小值，因電流表在干路上，示數(shù)達到最大值3A,

根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律

"+/3'=/-/2'=3A-2A=1A

即

代入數(shù)據(jù)得

焉+焉”

解得U〃，=5V;當(dāng)滑動變阻器及達到最大阻值25Q時，電源電壓值應(yīng)為最大值，因電流表在干路上，示數(shù)達到

最大值3A,根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律

h"+I2"+l3"=3A

即

代入數(shù)據(jù)得

焉+恭焉=3A

解得Ux=12.5V;因此，當(dāng)Si、S2和S3都閉合時，保證儀器安全的情況下，電源電壓的取值范圍為5V~12.5VO

答：(1)當(dāng)只閉合Si和S2時,流過Ri的電流為0.6A;

(2)當(dāng)只閉合Si和S3時，?的電功率為3.6W;

(3)當(dāng)Si、S2和S3都閉合時，保證儀器安全的情況下，若換用不同的電源，都能使電流表的示數(shù)達到最大值

3A,電源電壓的取值范圍為5V~12.5VO

?題型05圖像題

10.(2023?山東德州?中考真題)如圖甲所示，電源電壓U保持不變，當(dāng)只閉合開關(guān)St,滑動變阻器的滑片從最

右端滑向中點過程中得到電壓表與電流表示數(shù)的變化圖像如圖乙所示。閉合開關(guān)S1、S3,斷開S2,滑動變阻器

的滑片在最左端時，電路的總功率為15WO已知R2=2R1,求：

(1)定值電阻式/的阻值；

(2)見的最大阻值和電源電壓U;

(3)定值電阻&的阻值及整個電路的最大功率。

【詳解】解：(1)只閉合S1時，&與E串聯(lián)，電壓表V測R/兩端的電壓，電流表A測串聯(lián)電路中的電流，由

乙圖可知，刈的阻值

(2)只閉合開關(guān)S一滑片位于最右端時，電源電壓

U=U\+IxRa=2.5V+0.25Ax4........①

滑片位于&中點時，電源電壓

Z7=t/2+Z2x1??o=4V+O.4Ax1??o.......②

聯(lián)立①②兩式解得

4=30Q

U=10V

即治的最大阻值為30Q,電源電壓為10Vo

(3)由題意可知

7?2=2R=2x10Q=20Q

閉合開關(guān)S1和S3,斷開開關(guān)S2,滑動變阻器滑片滑到最左端時，R/和尺3并聯(lián)，則

U2U2

---1---

扁居

所以總的阻值

U-(10V)2

我3==200

U2(10V)2

15W-

10Q

當(dāng)滑片位于最左端，開關(guān)Si、S2、S3都閉合時，Ri、尺、&并聯(lián)，此時電路總電阻最小，電路總功率最大，整個

電路的最大功率

p一上20V)20V)20V)1

最大RiR2R310Q200200

答：(1)定值電阻Ri的阻值為IOC;

(2)&的最大阻值和電源電壓為10V;

(3)定值電阻&的阻值及整個電路的最大功率為20Wo

11.(2024.廣東茂名.一模)如圖甲是小夢家豆?jié){機的工作原理圖(豆?jié){機由攪拌器和加熱器R組成)，其中電動

機是用來帶動刀頭將原料進行粉碎打漿的，電動機的額定功率是200Wj是加熱電阻質(zhì)的額定功率是HOOW,

豆?jié){機一般工作是：加熱-攪拌-加熱-攪拌-加熱(圖乙、丙是此豆?jié){機做一次豆?jié){時的工作信息X小夢的媽媽向

豆?jié){機中加入黃豆和清水共1.5kg,求:

(1)豆?jié){機的加熱電阻是多少?

(2)從第6min至第9min,豆?jié){吸收的熱量是多少?[c豆?jié){=4.0xl03J/(kg.r)]

(3)豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？

【答案】(1)44C;(2)1.8xlO5J;(3)7.5xlO5J

【詳解】解(1狀圖甲可知,電源的電壓為220V加熱電阻R的額定功率是1100W根據(jù)電功率的推導(dǎo)式P=—

R

可知，豆?jié){機的加熱電阻為

u2(220V)

R=—=---^-=44Q

P1100W

豆?jié){機的加熱電阻為44QO

(2)已知小夢的媽媽向豆?jié){機中加入黃豆和清水共1.5kg,那么豆?jié){的質(zhì)量為1.5kg,觀察圖丙，從第6min至第

9min,豆?jié){的溫度變化量為

Ar=100℃-70℃=30℃

根據(jù)比熱容公式可知，這段時間豆?jié){吸收的熱量為

Q=c豆?jié){mAt=4.0xl03J/(kg?℃)xl.5kgx30℃-1.8x105J

豆?jié){吸收的熱量為L8X105J。

(3)從圖乙可看到，豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能為

5

W=電+P2t2+P3t3+舄4+甲5=110°WX300s+200Wx60s+ll00Wxl80s+200Wx60s+1100Wxl80s=7.5xlOJ

總共消耗的電能為7.5X105J。

答：(1)豆?jié){機的加熱電阻為44Q;

(2)從第6min至第9min,豆?jié){吸收的熱量為1.8xlO5J；

5

(3)豆?jié){機正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能為7.5xl0Jo

12.(2024?江蘇常州.一模)圖甲為某同學(xué)設(shè)計的調(diào)光燈電路，S為選擇開關(guān)，當(dāng)S接觸a點時，小燈泡L正常發(fā)

光但不能調(diào)光；當(dāng)S接觸b點時，電路斷開；當(dāng)S接觸c點時，滑片P調(diào)至最右端時，燈泡的實際功率為額定

功率的一半。已知滑動變阻器&的銘牌上標有“1A”，小燈泡額定電壓為6V,燈泡L的電流與電壓關(guān)系如圖乙所

示，電源電壓恒為9V。求：

(1)當(dāng)S接觸a點時，小燈泡100s內(nèi)消耗的電能；

(2)定值電阻扁的阻值；

(3)S接觸c點，在保證電路元件安全的條件下，整個電路消耗的總功率的范圍。

【答案】(1)360J;(2)5C;(3)4.05W-5.4W

【詳解】解：(1)如圖甲所示，當(dāng)S接觸a點時，小燈泡和定值電阻心串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，小燈泡額定電

壓為6V,由圖乙可知此時通過小燈泡的電流為0.6A,則小燈泡100s內(nèi)消耗的電能為

W=ujt=6Vx0.6Ax100s=360J

(2)電源電壓恒為9V,當(dāng)S接觸a點時，小燈泡和定值電阻治串聯(lián)，小燈泡兩端的電壓為6V,則定值電阻

&兩端的電壓為

。定=C/-L/L=9V-6V=3V

當(dāng)S接觸。點時，小燈泡和定值電阻用串聯(lián)，由圖乙可知此時通過小燈泡的電流為0.6A,根據(jù)串聯(lián)電路電流處

處相等可知，通過定值電阻的電流為0.6A,則定值電阻的阻值為

(3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，小燈泡兩端的電壓為6V,通過小燈泡的電流為0.6A,則小燈泡的額定