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易错点 18 会分析电路中的极值、范围问题
目 录
01 易错陷阱
易错点一、串联电路中极值范围问题
易错点二、电压表与滑动变阻器并联的电路极值范围
易错点三、电压表与定值电阻并联的电路极值范围
02 举一反三——易错题型
题型一.电功率的范围问题
题型二.动态电路中电功率的变化问题
03 易错题通关
易错点一、串联电路中极值范围问题
【链接知识】
知识点一、基本知识
串联 并联
电流I I =I =I =… I =I +I +…
1 2 1 2
电压U U= U +U +… U= U =U =…
1 2 1 2
多
R =R +R +… R = 1/R +1/R +…
1 2 1 2
个
电 两
R =R +R R=(R *R )/(R +R )
1 2 1 2 1 2
阻R 个
等
R =nR R =R/n
值
比例 R /R =U /U =W /W =P /P =Q /Q R /R =I /I =W /W =P /P =Q /Q
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2
总结 等流分压阻大压大成正比 等压分流阻大流小成反比
欧姆定律:I=U/R 推导式:R=U/I U=IR
知识点二、整体思路
1、利用去表法分析电路连接方式:把电流表看做导线,把电压表去掉不看。
2、利用串联法分析电流表测量对象,去源法分析电压表测量对象
3、明确电路中电阻变化的情况。(先开关后滑动变阻器,先串后并)
4、运用欧姆定律及串并联规律分析各个物理量变化
知识点三、串联电路模型
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①
②
【易错分析】
一、概念理解误区
1、混淆串并联电路特点:在分析极值问题时,需要依据串并联电路的不同特点来判断物理量的变
化。部分同学容易混淆串并联电路中电流、电压和电阻的关系。
2、对极值条件理解不深:有些同学不能准确把握物理量取极值的条件。比如,在串联电路中,对
于滑动变阻器功率取最大值的条件(当滑动变阻器电阻等于定值电阻时,功率最大)理解不透彻,
在解题时无法准确运用。在分析并联电路中干路电流极值时,不能清晰判断支路电阻变化对干路电
流的影响,导致错误判断电流的最大值和最小值。
二、实际电路分析失误
1、忽略电表量程和用电器额定值:在实际电路中,电表量程和用电器额定值限制了物理量的取值
范围。部分同学在计算极值时,没有考虑这些限制条件
2、复杂电路分析困难:对于含有多个电阻、滑动变阻器以及开关的复杂电路,分析极值问题时难
度较大。部分同学不能准确判断电路在不同状态下(如开关闭合或断开)的连接方式,无法正确计
算总电阻,进而影响对电流、电压和功率极值的分析。
【解题技巧】
一、精准把握概念
1、强化串并联电路特点记忆:牢记串联电路电流处处相等,总电压等于各部分电压之和,总电阻
等于各电阻之和
2、明确极值条件:深入理解物理量取极值的条件。在串联电路中,当滑动变阻器阻值最大时,总
电阻最大,电流最小;当滑动变阻器阻值最小时,总电阻最小,电流最大。对于滑动变阻器功率,
当滑动变阻器电阻等于定值电阻时,功率达到最大值。在解题时,根据这些条件,准确判断物理量
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的极值情况,快速找到解题思路。
易错点二、电压表与滑动变阻器并联的电路极值范围
【链接知识】
知识点四、电压表与滑动变阻器并联的电路模型
①
②
③
④
易错点三、电压表与定值电阻并联的电路极值范围
【链接知识】
知识点五、电压表与定值电阻并联的电路模型
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①
②
③
题型一.电功率的范围问题
1. 如图所示,电源电压恒为6V,R =20 ,滑动变阻器的规格为“30 1A”,电流表的量程为
0
“0~0.6A”,小灯泡上标有“4V 2WΩ”字样,不考虑灯丝电阻变化Ω,并保证电路安全,则(
)
A.当S闭合,S 、S 都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是2 ~30
1 2
B.当S闭合,S 1 、S 2 都断开时,电路消耗最大功率是3W Ω Ω
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C.当S、S 、S 都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
1 2
D.当S、S 、S 都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是6
1 2
2. 如图所示电路,电源电压恒为6V电流表量程为0~0.6A,电压Ω表量程为0~3V,滑动变阻器R
的规格为“20 ,1A”,定值电阻R 的规格为“10 ,0.5A”。为了保证电路安全,闭合开关
0
后,在滑动变阻Ω 器滑片移动过程中,下列说法正确的Ω是( )
A.滑动变阻器R接入电路的阻值变化范围2~20
B.电流表示数允许变化范围是0.2~0.5A Ω
C.电路的最小电功率为1.2W
D.电阻R 的最小电功率为0.9W
0
3. 如图,电源电压恒定,滑动变阻器规格为“? 1A”,R 和R 均为定值电阻,电流表量程为
0 1
0~3A,电压表量程为 0~15V。只闭合开关ΩS和S ,且滑片位于中点时,电流表示数为
3
0.4A,记下第一次电压表的示数。当开关全部闭合,且滑片位于某一端点时,电流表示数为
0.6A,此时电压表示数比第一次示数增加了 4V,R和R 的电功率相同。下列判断正确的是(
0
)
A.电源电压为15V
B.开关全闭合,电路允许消耗的功率范围是7.2W~36W
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C.只闭合S和S ,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2 ~30
3
D.只闭合S,调节滑片使电流表示数变为原来的2倍,变阻器Ω 前后Ω的阻值之比不可能为3:2
题型二.动态电路中电功率的变化问题
4. 监测大气污染物浓度的电路如图甲所示,R 为定值电阻,电源电压不变。气敏电阻 R的阻值
0
随污染物浓度变化的图象如图乙所示。闭合开关,当污染物浓度增大时,下列说法正确的是(
)
A.电流表的示数减小 B.电路的总功率变小
C.电压表的示数变小 D.电路中的总电阻增大
5. 如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动过
程中,小灯泡L始终发光(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.小灯泡L的功率变大
C.电压表V 示数与电流表示数的比值不变
1
D.电压表V 示数与电流表示数的乘积不变
2
6. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的
过 程 中 , R 、 R 的 I﹣ U 关 系 如 图 乙 所 示 , 则 下 列 判 断 正 确 的 是 ( )
1 2
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A.电阻R 的阻值为30
1
B.图线A是电阻R
1
的ΩI﹣U图象关系
C.滑动变阻器R 的最大电阻为60
2
D.电阻R
1
的功率变化范围0.8W~Ω16.2W
1. 如图所示的电路中,电源电压恒为 20V,小灯泡L标有“10Vㅤ5W”的字样,滑动变阻器R
1
的规格为“80 ㅤ1A”,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V。当只闭合S 、
0
S 、S ,将滑动Ω变阻器R 的滑片P调到中点时,电流表示数为1A。不考虑灯丝电阻的变化,
2 3 1
在保证电路中各元件安全的情况下,则下列说法正确的是( )
A.定值电阻R 的阻值为20
2
B.只闭合S
1
、S
2
,断开S
0
、ΩS
3
,R
1
的最大功率是10W
C.只闭合S 、S ,断开S 、S ,小灯泡L的电功率的取值范围是1.25W~5W
1 2 0 3
D.闭合开关S 、S 、S ,断开S ,整个电路消耗的电功率的取值范围是15W~60W
0 2 3 1
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2. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑
动变阻器R 的阻值变化范围为0~20 ,R 为定值电阻。闭合开关S,滑片P在某两点间移动
1 2
时电流表示数与电压表示数的变化关系Ω图像如图乙所示。在保证电路安全的情况下,下列说法
正确的是( )
A.电源电压为8V
B.R 消耗的最大功率为4.05W
1
C.电路中电压表的示数变化范围为6V~8V
D.电路的总电功率的变化范围是3.24W~5.4W
3. 如图甲所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为0~0.6A,电压表V 、V 的量程均为0~
1 2
3V,滑动变阻器的规格为“50 2A”,小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的滑片P在某
点时,小灯泡正常发光,此时电Ω压表V 的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内
2
调节滑片 P,其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是
( )
A.图像反映的是电压表V 与电流表A示数的变化
1
B.电源电压为4.5V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是3~50
D.电路的总功率范围为0.4~2W Ω
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4. 如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,电源电压 U=4V保持不变,滑动变阻器 R 标有
0
“100 1A”字样,灯泡L的额定电压为3V,其I﹣U图象如图乙所示。电流表量程为 0~
Ω
1
0.6A,电压表量程为0~3V。为了确保测量准确,要求电表的示数不小于其量程的 ,要使测
4
量准确并确保电路安全,下列判断中正确的有( )
①灯泡L消耗的最小功率是0.225W
②电压表的变化范围是1V~3V
③滑动变阻器阻值的变化范围是4 ~30
④整个电路的功率变化范围是0.6WΩ~1WΩ
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
5. 如图是人体身高测量仪的电路示意图,R 是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压保持不变,
0
滑片会随身高上下平移。当开关闭合,被测身高增加时( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数比值变大
D.定值电阻R 消耗的电功率变大
0
6. 如图1所示,R 是电阻箱,R 是定值电阻。闭合开关S,改变R 的阻值,两电压表示数与R
1 2 1 1
关系图像如图2所示,已知图线①和②相互平行。则( )
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A.①是V 示数和R 的关系图线
1 1
B.供电设备两端的电压保持不变
C.电路中电流不随R 的改变而改变
1
D.电路总功率随R 的增大而减小
1
7. 2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功。小明通过查阅资料了解到,飞船在发射前,
科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路,电源电压保持不变,
R 为50 的定值电阻,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。将 R置
0
于舱体中Ω ,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表的示数为 10V,舱体内气压为
1.0×105Pa,以下说法正确的是( )
A.随着舱体气压的变大,压力传感器R的阻值增大
B.舱体气压减小时,电压表示数变大
C.舱体气压减小时,电路中的总功率变大
D.舱体不漏气时,电流表的示数为0.2A
8. 如图所示,电源电压保持不变,灯泡灯丝电阻保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片 P
从中点向右移动的过程中( )
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A.电压表的示数变大
B.电流表A 与电流表A 的示数差变小
2 1
C.电压表与电流表A 比值不变
1
D.电路的总功率变小
11