专题56电学量最值及取值范围问题（解析版）_02中考总复习（2026版更新中）_04-物理-中考总复习_2024年中考复习资料_二轮复习

关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼（全国通用） 第五篇 电学知识体系必考重点亮点难点专题 专题56 电学量最值及取值范围问题 一、选择题 1. 如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0~3V，灯L 和 1 L2分别标有“2V 0.4W”“2.5V 0.625W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S、S，调 1 节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，L 正常发光；在保证电路安全的情况下，下列说法正确的 2 是（ ） A. 电源电压为4.5V B. 闭合开关S、S，滑动变阻器接入电路的阻值范围为8Ω~20Ω 1 C. 只闭合开关S，调节滑动变阻器滑片可使L、L 正常发光 1 2 D. 只闭合开关S，通电10s，电路最多消耗9J的电能 【答案】ABD 【解析】A．闭合开关S、S，滑动变阻器与L 串联，L 正常发光，此时L 两端电压为2.5V，电压表示数为 1 2 2 2 2V，则滑动变阻器两端电压为2V，则电源电压 U U U =2.5V2V=4.5V 2 滑 故A正确； B．L 正常发光时的电流 2 P 0.625W I  2  =0.25A 2 U 2.5V 2 此时滑动变阻器接入电路的最小电阻 U 2V R = 滑  =8Ω 小 I 0.25A 2 L 的电阻 2 U 2.5V R  2  =10Ω 2 I 0.25A 2 1关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 的 当滑动变阻器两端电压为3V时，此时滑动变阻器接入电路 最大电阻 U U 3V R = 大  大  =20Ω 大 I U U  4.5V3V  大    R  10Ω    2 则滑动变阻器接入电路的阻值范围为8Ω~20Ω，故B正确； C．只闭合开关S，L、L 与滑动变阻器串联，L 正常发光时的电流 1 2 1 P 0.4W I  1  =0.2A I 1 U 2V 2 1 因为串联电路电流处处相等，所以L、L 不可能同时正常发光，故C错误； 1 2 D．只闭合开关S，当电路电流最大为L 的额定电流0.2A时，电路功率最大，电路消耗电能 1 W UIt 4.5V0.2A10s=9J 电路最多消耗9J的电能，故D正确。故选ABD。 2．如图所示，电源电压为18V，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器标有“50Ω 2A”，电流表量程为“0- 1 3A”。在确保电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ） A．滑片P向右移动过程中，电流表的示数变小 B．滑动变阻器允许接入电路中的阻值范围为0~50Ω C．若电源电压可调，电源电压可调节的最大值为25V D．若电源电压可调，为使电流表示数达到最大，电源电压可调节的最小值为18V 【答案】AC 【解析】从图中可以看出，滑动变阻器与定值电阻并联，电流表测量干路电流。 A．滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入的电阻变大，电路总电阻变大，由欧姆定律得，电流表的 示数变小，故A正确； B．当电流表示数最大为3A时，滑动变阻器允许接入电路中的阻值最小。由并联电路特点可知 U U U 18V 1 2 通过R 的电流 1 U 18V I  1  =1.8A 1 R 10Ω 1 2关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 通过R 的电流 2 I I-I =3A-1.8A=1.2A 2 1 滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值 U 18V R  2  =15Ω 2 I 1.2A 2 范围为15Ω~50Ω，故B错误； C．若电源电压可调，当电流表示数达到最大为3A时，滑动变阻器接入的电阻也最大为50Ω时，电源 电压最大。此时电路的总电阻 RR 1050 25 R 1    R R 1050 3 1 2 电源电压 25 UIR3A× Ω=25V 3 故C正确； D．若电源电压可调，为使电流表示数达到最大，滑动变阻器接入的电流也最大为2A时，电源电压最 小值。 I II =3A-2A=1A 1 2 电源电压 UIR 1A×10Ω=10V 1 1 故D错误。故选AC。 3.（ 2023江苏泰州）如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为9V，滑动变阻器R标有“20Ω 1A”的 字样，电流表选用“0~0.6A”的量程，当滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，已知小灯泡上标有 “3V 0.9W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。为保证电路安全，下列选项正确的是（ ） A. 滑动变阻器阻值的变化范围为5～20Ω B. 定值电阻的阻值为20Ω C. 电流表示数变化的范围为0.225～0.3A D. 小灯泡的最小功率为0.675W 【答案】C 3关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 【解析】由图可知，小灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。已知小灯泡上标有“3V PUI 0.9W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），由 可得小灯泡正常发光的电流 P 0.9W I  额  0.3A L U 3V 额 U I  由 R 可得小灯泡的电阻 U 3V R  额  10Ω L I 0.3A L A．电流表选用“0~0.6A”的量程，滑动变阻器允许通过最大电流为1A，灯泡正常发光的电流为 0.3A，为保证电路安全，所以电路最大电流 I  I 0.3A max L 此时滑动变阻器接入阻值最小，且题干说“当滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光”，结合滑动 变阻器规格，可知滑动变阻器接入最小阻值为最大值的一半，即10Ω，所以滑动变阻器阻值的变化范 围为10～20Ω，故A错误； B．滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，由 A已知此时电流为0.3A，滑动变阻器接入阻值为 U I  10Ω，由 R 可得此时总电阻 U 9V R   30Ω 总 I 0.3A max 则定值电阻的阻值 R  R R R 30Ω10Ω10Ω10Ω 0 总 L min 故B错误； C．由A已知最大电流为0.3A，当滑动变阻器接入阻值最大时，电路电流最小，为 U 9V I   0.225A min R R R 10Ω10Ω20Ω 0 L max 即电流表示数变化的范围为0.225～0.3A，故C正确； D．由C已知最小电流为0.225A，小灯泡灯丝阻值为10Ω不变，则小灯泡的最小功率 4关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 P  I2 R 0.225A2 10Ω0.50625W min min L 故D错误。故选C。 R 15 4.（ 2023内蒙古通辽）如图所示，电源电压不变，定值电阻 0 ，小灯泡标有“6V 3W”字样（灯 丝电阻不变），电流表量程为0~3A。当只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从阻值最大处移动到某一位  置时，滑动变阻器连入电路中的阻值减小了12 ，电流表示数变化了0. 1A，此时小灯泡恰好正常发 光。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ）  A. 滑动电阻器的最大阻值为48 B. 电源电压为12V C. 所有开关闭合后，滑动变阻器的最大功率为33. 6W D. 电路消耗的最小功率为9. 6W 【答案】ACD 【解析】AB．灯泡的额定电流为 P 3W I  L  0.5A L U 6V L 灯泡的电阻为 U 6V R  L  =12 L I 0.5A L 只闭合开关S时，滑动变阻器与灯泡串联。滑动变阻器的滑片P从阻值最大处移动到某一位置时，电阻 减小，电流增大，故阻值最大时，电流为I＝0.4A。滑动变阻器电阻最大时 U  I(R R ) 滑 L 当小灯泡正常发光时 U  I (R 12R ) L 滑 L 代入数据，联立以上两式，解得U=24V，R =48Ω，故A正确，B错误； 滑 5关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 C．所有开关闭合后，R与R 并联，R 两端电压和滑动变阻器两端电压均为U=24V，根据P=UI知，当通 0 0 过滑动变阻器电流最大时，此时电流表示数达到最大，滑动变阻器的功率最大，此时R 通过的电流为 0 U 24V I   1.6A 0 R 15 0 则通过R的电流为 I  I I =3A1.6A1.4A m A 0 故滑动变阻器的最大功率为 P UI =24V1.4A33.6W m m 故C正确。 D．根据P=UI知，当电路总电流最小，电阻最大时，电功率最小，此时应将滑动变阻器与灯泡串联，且 滑动变阻器滑片置于阻值最大值处，由AB可知，此时电路中的电流为0.4A，故电路中消耗的最小功 率为 P UI 24V0.4A9.6W min min 故D正确。故选ACD。 5.（ 2023四川达州）如图所示，灯泡规格为“5V 2.5W”（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器规格为 “50Ω 1A”，电流表所选量程为“0~0.6A”，电压表所选量程为“0~3V”，电源电压恒为9V，闭合开 关，在保证电路中各元件安全的情况下，下列表述正确的是（ ） A. 该电路消耗的最大功率为4.5W B. 滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为8Ω~50Ω C. 通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光 D. 滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V 【答案】D 【解析】A．根据灯泡规格可求灯泡的电阻为 U 2 (5V)2 R  L  10 L P 2.5W L 6关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 电压表所选量程为“0~3V”，则可求电路中允许通过的最大电流为 U 3V I   0.3A R 10 L 根据P=UI可知，电路中的最大电功率为 PUI 9V0.3A=2.7W 故A错误； B．当电路中电流最大时，电路中的电阻最小，电路中电流最大为0.3A，则电路中的电阻为 U 9V R  30 I 0.3A 则滑动变阻器的最小电阻为 R =RR 301020 滑小 L 20~50 滑动变阻器接入电路中的阻值范围为 ，故B错误； C．因为电压表测灯泡电压，电压表最大测量电压为3V，小于灯泡的额定电压，因此灯泡不能正常发光， 故C错误； D．当灯泡电压最大时，滑动变阻器的电压最小，由题可知，滑动变阻器的最小电压为 U =U U =9V-3V=6V 最小 L最大 根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，分得的电压最大，当滑动变阻器全都 接入电路中时，电路中的电流为 U 9V I   0.15A R 10Ω+50Ω 滑动变阻器的最大电压为 U =IR =0.15A507.5V 滑最大 滑最大 故滑动变阻器两端的电压变化范围为6V~7.5V，故D正确。故选D。 6.（ 2023四川达州）如图所示，电源电压恒定，R、R 是定值电阻，A、B是滑动变阻器R的两个端点，当 1 2 S、S、S 都闭合，滑片P位于A端时，电路消耗的总功率为3W；只闭合S、S，滑片P位于AB的中点时， 1 2 1 电压表示数为4V，电流表示数为I，滑动变阻器消耗的功率为P；只闭合S、S，滑片P位于B端时，电 1 1 2 压表示数为2V，电流表示数为I，滑动变阻器消耗的功率为P，已知P：P=1：2（各元器件均在安全工 2 2 1 2 作范围），下列计算结果正确的是（ ） 7关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 A. 电流表示数I、I 之比为2︰1 1 2 B. 电路消耗的最小功率为0.5W C. 定值电阻R 的阻值为36Ω 2 的 D. 滑动变阻器R 最大阻值为18Ω 【答案】B 【解析】如图，设滑动变阻器最大阻值为R，只闭合S、S，滑片P位于AB的中点时，电压表测量定值电 1 R 阻R 两端的电压，示数为4V，变阻器接入电路电阻为 2 ，电流表示数为I，滑动变阻器消耗的功率为 1 1 P，此时滑动变阻器消耗的功率为 1 R U 4V2 P  I 2  1 1 2 1 R 2 只闭合S、S，滑片P位于B端时，电压表测量定值电阻R 两端的电压，示数为2V，变阻器接入电路电 2 2 阻为R，电流表示数为I，滑动变阻器消耗的功率为P，此时滑动变阻器消耗的功率为 2 2 U 2V2 P  I 2R 2 2 R 已知 P∶P=1∶2 1 2 则有 U 4V2 R 1 I 2 R 1 2 2 1   I 2R U 2V2 2 2 R 解得 8关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 I 1 1  I 1， 2 U =6V 如图，只闭合S、S，滑片P位于AB的中点时，电压表示数，即R 两端电压为4V，有 1 1 4V I  1 R 1 只闭合S、S，滑片P位于B端时，电压表示数，即R 两端电压为2V，有 2 2 2V I  2 R 2 因为 I 1 1  I 1 2 所以 4V 2V  R R 1 2 即 R 2R 1 2 当S、S、S 都闭合，滑片P位于A端时，电路只有RR 并联，电路消耗的总功率为3W，则 1 2 1 2 U2 U2  3W R R 1 2 代入得 6V2 6V2  3W 2R R 2 2 解得 R 36Ω,R 18Ω 1 2 只闭合S、S，滑片P位于B端时，R 与滑动变阻器最大阻值串联，电压表示数，即R 两端电压为2V， 2 2 2 根据串联电路分压原理，滑动变阻器最大阻值为 U R U U R 6V2V18Ω R R 2  2 2  36Ω U U 2V 2 2 9关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 U2 P  根据 可知，当总电阻最大时，电路消耗的功率最小，即只闭合S、S，滑片P位于B端时，总电 R 1 阻为 R  R R 36Ω+36Ω=72Ω 总 1 则电路消耗的最小功率为 U2 6V2 P   0.5W 小 R 72Ω 总 A．由详解可知电流表示数I、I 之比为1︰1，故A错误； 1 2 B．电路消耗的最小功率为0.5W，故B正确； C．定值电阻R 的阻值为18Ω，故C错误； 2 D．滑动变阻器R的最大阻值为36Ω，故D错误。故选B。 二、填空题 1.（ 2023四川凉山州）如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中， 两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示．则该过程中电路的总功率最大值为______W． 【答案】36 【解析】由电路图知，滑动变阻器R和电阻R 串联，电压表V 测R 两端电压，V 测R两端电压，电流表 0 1 0 2 测电路中电流． 滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，滑动变阻器R连入电路的电阻变小， 电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，R 两端的电压变大； 2 所以图乙中dc是表示电压表V 的示数随电流表示数变化的图线，ec是表示电压表V 的示数随电流表 2 1 示数变化的图线； 由电路图知，P在b点时，电路中电阻最大，电流最小，由图象可以看出，滑片P在b点时电流I=1A， b U=2V、U=10V， 1 2 所以电源电压：U=U+U=2V+10V=12V， 1 2 滑片P在a点时，电路中电阻最小，电流最大，所以最大电流I=3A， a 所以电路消粍的总功率最大值： P=UI=12V×3A=36W． a 2. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S，断开开关S，在滑动变阻器的滑片P从a端移 1 2 10关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 动到b端的过程中，电压表示数变化范围是4～12V，电流表示数变化范围是0.4～1.2A，则电源电压是 _____V；闭合开关S、S，断开开关S，当滑动变阻器的滑片从a端移动到中点时，小灯泡L恰好正常 2 1 发光，此过程中电路最大功率和最小功率之比为4:3，则小灯泡L的额定功率是 ______W。（不计温度 对灯丝电阻的影响） 【答案】 12 3.2 【解析】闭合开关S、S，断开开关S，滑动变阻器的滑片P在b端时，电路中只接入R，电压表测电源 1 2 1 电压，此时电压表的示数为12V，即电源电压为12V。此时电流表的示数为1.2A，则R 的阻值为 1 U 12V R  1  10Ω 1 I 1.2A 1 闭合开关S、S，断开开关S，滑动变阻器的滑片P在a端时，R 和R 串联，电压表测R 两端的电压，此 1 2 1 2 1 时电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，则R 两端的电压为 2 U U U 12V4V8V 2 总 1 R 的最大阻值为 2 U 8V R  2  20Ω 2 I 0.4A 2 闭合开关S、S，断开开关S 时，小灯泡L和R 串联，滑片从a端移动到中点时，电源电压不变，电路最 2 1 2 U2 P  大功率和最小功率之比为4:3，由公式 可得 R R R R 20Ω P 4 L 2大  L  总大  1 1 P 3 R  R R  20Ω 总小 L 2 2大 L 2 可求得R =20Ω。 L 11关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 滑片移动到中点时，电路总电阻为 1 1 R  R  R 20Ω 20Ω30Ω 总 L 2 2大 2 此时小灯泡L恰好正常发光，电路中的电流为 U 12V I  I  总  0.4A L额 总 I 30Ω 总 则小灯泡L的额定功率为 P  I 2R （0.4A）220Ω3.2W L额 L额 L 三、综合计算题 1. 如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S 断开，S 1 和S 闭合时，灯泡L正常发光；当S、S、S 都闭合时，通过定值电阻R、R 的电流之比为3：2；闭合开 2 1 2 1 2 关S，在确保通过电阻R 的电流不为零的前提下，控制S、S 的通断，R 消耗的最大功率和最小功率 2 1 2 2 之比为9：1。求： （1）灯泡L的电阻； （2）电源电压； （3）R 消耗的最大功率。 2 【答案】（1）10Ω；（2）6V；（3）4.8W 【解析】（1）由“6V 3.6W”可得，小灯泡L的电阻为 U2 (6V)2 R  额  10 L P 3.6W 额 （2）当S 断开、S和S 闭合时，R、R 短路，只有L接入电路，小灯泡正常发光，即电源电压等于小灯泡 1 2 1 2 两端的电压为6V。 R （3）当S、S 和S 都闭合时，L、R、R 并联，此时 2功率最大为 1 2 1 2 U 2 P  电源 max R2 通过定值电阻R、R 的电流之比为3：2，由并联电路各支路两端电压相等 1 2 12关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 I R  I R 1 1 2 2 可得 R :R 2:3 1 2 R R R 当S闭合，S 1 ，S 2 都断开时，L、 1、 2串联，此时 2功率最小为 U2 P  2 min R2 2 由R 消耗的最大功率和最小功率之比为9：1，则 2 U2 电源 P R2 9 max  2  P U2 1 min 2 R2 2 可得，此时R 两端的电压为 2 1 U  U 2V 2 3 电源 根据串联分压规律 U :U :U  R :R :R L 2 1 L 2 1 可得，此时R 两端的电压为 1 R 2 4 U  1 U  2V V 1 R 2 3 3 2 小灯泡两端的电压为 4 8 U U U U 6V2V V V L 电源 2 1 3 3 R 的阻值为 2 U 2V R = 2 R = 10Ω7.5Ω 2 U L 8 L V 3 则R 消耗的最大功率为 2 U 2 (6V)2 P  电源  4.8W max R 7.5 2 2. 如图所示，电源电压恒定，R=12Ω，R=5Ω，滑动变阻器R 的规格是“20Ω 1.5A”，电流表的量程是 1 2 3 0～3A，电压表的量程是0～15V。 13关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 （1）只闭合开关S，移动滑片，当电流表的示数为0.8A时，电压表示数为8V，求电源电压。 （2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，在1min内R 产生多少热量？ 1 （3）闭合所有开关，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围应为多少？ 【答案】（1）12V；（2）720J；（3）8～20Ω 【解析】（1）由图知道，当只闭合开关S时，R 和R 串联，电流表A测电路中的电流，电压表测R 两端 2 3 3 的电压，由欧姆定律知道，此时R 两端的电压为 2 U=IR =0.8A×5Ω=4V 2 2 根据串联电路电压的规律，电源电压为 U=U +U=4V+8V=12V 2 3 （2）将滑片移到最右端，滑动变阻器接入电路的电阻最大，闭合所有开关，此时R 被短路，R 和R 并联， 2 1 3 电压表测电源电压，电流表A测干路电流，由欧姆定律知道，通过R 的电流 1 U 12V I   =1A 1 R 12Ω 1 流过滑动变阻器的电流为 U 12V I   =0.6A 3 R 20Ω 3 QI2Rt 由焦耳定律 知道，1min内R 产生的热量为 1 Q I 2Rt=1A2 12Ω×160s=720J 1 1 （3）将滑片移到最右端，闭合所有开关时，由并联电路电流的规律知道，电流表A的示数为 I =I+I=1A+0.6A=1.6A 干 1 3 由于干路电流最大为3A，滑动变阻器R 的规格是“20Ω 1.5A”，则通过滑动变阻器电流最大值为 3 1.5A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，为 U 12V R   =8Ω 3小 I 1.5A 3大 14关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 故闭合所有开关，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为8～20Ω。 答：（1）电源电压是12V； （2）将滑片移到最右端，闭合所有开关，在1min内R 产生的热量是720J； 1 （3）闭合所有开关，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围应为8～20Ω。 15关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载 16