(物理)11 电路极值(提高)—浙教版科学九上讲义(含答案 机构用)

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(物理)11 电路极值(提高)—浙教版科学九上讲义(含答案 机构用)

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学科教师辅导讲义
学员编号:1
年 级:九年级
课 时 数:
学员姓名:
辅导科目:科学
学科教师:
授课类型



授课日期及时段

教学内容
T同步——电路极值
同步知识梳理
一.滑动变阻器接入电阻的范围
1.最大阻值:首先应先进行分析,若随着变阻器阻值的增大,各电表的示数在减小,则变阻器允许的最大阻值即为变阻器铭牌中标注的最大值;若串联电路中,有电压表并联在滑动变阻器两端,则应利用电压表的量程最大值、电路电流值,求变阻器允许的最大阻值,即Rmax=U电压表max/I
2.最小阻值:应先确定电路中允许的电流最大值,确定的依据是:电流表的量程、滑动变阻器的铭牌、用电器的额定电流以及并联在用电器两端的电压量程,利用这四者分别求出每一条件下允许的最大电流,取四者中最小的,作为电路中允许的最大电流,然后再根据滑动变阻器之外的用电器两端电压、电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值,即Rmin=(U电源-U额)/Imin
二.电路的电流、电压的极值
1.电路电流的极值:
a.电路最大电流:依据电路中用电器的额定电流、电流表的量程来决定,取两者中的最小值作为电路的最大电流值;
b.电路最小电流:依据滑动变阻器接入电路的最大阻值决定,此时电路中的总电阻最大,由I=U/R可知此时电路中电流为最小电流:Imin=U电源/R总最大
2.用电器两端电压的极值
a.最大电压:依据用电器的额定电压,电压表的量程来决定,取两者中的最小阻值作为用电器两端的最大电压值;
b.一般是求滑动变阻器的最小电压:此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定,此时要注意电路安全问题,即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值及电压表量程的情况下来取最小电压。
三.电路、用电器消耗电功率的极值:
根据电路、用电器中各自最大(小)的物理量即可求得。
1. 最大(小)电压、电流值,则有P=UI
2.最大(小)电压值、电阻值,则有P=U?/R
3.最大(小)电流值,电阻值,则有P=12R
同步题型分析
【例1】如图3所示,R1=10欧,滑动变阻器R2的最大阻值为30欧,电源电压值为6伏,求R2连入电路的电阻为多大时,R2上消耗的电功率最大?最大为多少? (答案:10欧,0.9W)
分析:P R2=I2 R2=[U/ (R1+ R2)]2 R2=U2/[1/R2 (R1+ R2)2]= U2/[1/R2 (R2-R1)2+4 R1]。讨论:
(1)当R2=R1时,P R2最大=U2/(4R1) (理论最大值)
(2)当R2<R1(A<R2<B时,R2取B,P R2最大=[U/ (R1+ R2)]2 R2 (实际最大值)
(3)当R2>R1时(A<R2<B时,R2取A,P R2最大=[U/ (R1+ R2)]2 R2 (实际最大值)
【例2】如图,已知定值电阻R1=8Ω,R2=10Ω.当S接1时,电流表的示数为0.2A,那么当S接2时,电流表可能值在 A至 A间。 (答案:0.16A-0.2A)
分析:0.2(R+8)=U,I=U/(R+10)=(0.2R+1.6)/(R+10)
讨论:当R=0时,I=1.6/10A=0.16A。当R为无穷大时,
I=(1.2+1.6/R)/(1+10/R)=0.2/1A=0.2A
【例3】如图,电源电压不变,滑动变阻器R2的最大值为20Ω,R1=30Ω,灯丝电阻RL<R1,滑片P在a端时电流表示数为0.33A,则滑片在b端时,电流表示数可能是( )
A、0.41A B、0.44A C、0.47A D、0.55A (答案:C)
分析:P在a端时,电源电压U=Ia(R1+R2+RL)=0.33(30+20+ RL);
P在b端时,电路中的电流Ib=U/(R2+RL)=0.33(30+20+ RL)/(30+RL)=0.33[20/(30+RL+1]。讨论:RL=0时,Ib最大=0.55A;RL=30Ω时,Ib最小=0.44A。所以0.44A<Ib<0.55A。
【例4】如图, 电源电压不变,滑动变阻器R1的范围是0-20Ω,灯L的电阻RL=8Ω, R2<RL。滑片P在b端时,灯L的实际功率为2W,当滑片P在a端时,灯L的实际功率可能是( ) (答案:B)
A、10W B、15W C、25W D、30W
分析:P在b端时,[U/(20+8+R2)] 2 ×8=2w
P在a端时,[U/(8+R2)] 2 ×8=PL
两式相除得: [(8+R2)/(20+8+R2)]2=2w/ PL
当R2最大=8Ω时,PL 最小=10.125w;
当R2最小=0Ω时,PL 最大=24.5w。
课堂达标检测
1.把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器Rw连接在总电压恒为18V的电路中,如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。要求闭合开关S后,两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值,且灯泡L两端电压不超过额定值(设灯丝电阻不变)。下列说法正确的是(  )
A.电路中允许通过的最大电流为0.6A
B.小灯泡L 和滑动变阻器Rw总电功率的最大值为27W
C.小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W
D.滑动变阻器Rw允许调节的范围是24Ω~40Ω
2.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则( )
A.电源电压为20V
B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D.整个电路的最大功率为14.4W
3.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω 0.5A”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是(  )
A.电流表示数变化范围为0~0.5A
B.电压表示数变化范围为0~3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10Ω~20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8W~3W范围内变化
4.如图所示的电路中,电源电压恒为12V,灯泡L上标有“12 V 6 W”字样,滑动变阻器R的规格是“50 Ω 2 A”,电
流表A1的量程是“0—0.6 A”,电流表A2的量程是“0~3 A”。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,在不损坏电路元件的情况下,下列说法错误的是( )
A.电压表V的示数和电流表A1的示数之比不变
B.滑动变阻器接入电路的最小阻值是6 Ω
C.电流表A2的示数变化范围是0.74~2.5 A
D.电路消耗的最大功率是36 W
5.如图(甲)所示电路,小灯泡额定电压为5V,滑动变阻器R1、R2允许通过的最大电流均为1A,电流表量程为0~0.6A,电源电压保持不变,闭合开关S、S1,断开开关S2,R1的滑片从最右滑到最左端后保持R1的滑片不动;再闭合开关S、S2,断开开关S1,在保证所有元件安全的情况下,将R2的滑片从最右端向左进行最大范围移动。图(乙)中是两次移动滑片的过程中电流表和电压表的示数关系图象,下列说法正确的是( )
①电源电压为9V
②小灯泡的额定功率为2.5W
③滑动变阻器R1和R2的最大阻值相等
④.整个过程中小灯泡工作时消耗的最小功率是0.6W
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
6.如图为一种测量酒精气体浓度的工作原理图,电源电压恒为6V,定值电阻R=10Ω,R0是酒精气敏电阻,阻值随酒精气体的浓度增大而减小,其阻值变化范围为10Ω~20Ω,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A.闭合开关S,当环境的酒精气体的浓度增大时,下列说法正确的是
①电流表的示数变小
②电压表的示数变大
③电压表示数的范围为1V~3V
④电阻R0消耗的电功率范围为0.8W~0.9W
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有②③正确 D.只有②③④正确
7.小明同学按如图所示电路连接电学器材进行电学实验。已知电源两端电压为6V且保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”。将开关闭合后,为保证电路中各元件正常工作,则以下说法中正确的是( )
A.滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为5Ω
B.电压表的最小示数为2V
C.通过电阻R1的电流最大值为0.3A
D.滑动变阻器R2调节范围为0~20Ω
8.如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是(  )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25A
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50Ω
D.电路的最大电功率是2.5W
9.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0﹣3V”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是
A.该电路的最大功率是2.35W
B.滑动变阻器值变化的范围是4Ω﹣10Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.电路中电流变化的范围是0.18A﹣0.5A
10.如图所示,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 15Ω”的字样.当滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关S,通过灯泡的电流为0.4A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
C.R接入电路的阻值变化范围是5Ω﹣15Ω
D.电路总电阻的最大值为5Ω
11.如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2阻值范围为0~4Ω.闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大功率为1.44W
B.滑动变阻器的最大功率为2W
C.滑动变阻器的最大功率为2.25W
D.电压表示数从0V增大到2.4V
12.如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,灯泡标有“2.5V1.25W”字样,不考虑灯丝电阻的变化。若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡也能安全工作,下列说法中正确的是
滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4~20Ω??????
B.电流表示数的变化范围是0~0.5A
C.灯泡的最小功率是0.9W?
D.滑动变阻器的功率可以为1W
二、多选题
13.如图为一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R为l5Ω,R0为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小,阻值范围为10Ω~20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.闭合开关S,当环境的湿度增加时,在保证两电表安全的情况下,下列说法中正确的是
A.电流表示数变大,两端的电压变大
B.电压表示数与电流表示数的比值不变
C.通过的最大电流为
D.在电路中的最小电阻值为
14.两个小灯泡L1和L2,规格分别是“6V,3W”和“3V,3W”,分别如图甲乙所示接入电路,闭合开关S,两灯泡发光,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )

A.甲电路中,当电源电压为9V时,两个小灯泡都正常发光
B.甲电路中允许最大的电流为0.5A
C.乙电路中,当L2正常发光时,干路电流为1.25A
D.乙电路中,电路消耗的最大功率为3W
15.如图所示,电源电压保持6V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电阻R1消耗电功率允许的变化范围为0.4W~0.9W
B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A
C.滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为10Ω~20Ω
D.电路消耗总电功率允许的变化范围为1.8W~3W
16.如图所示,电源电压保持 6 V 不变,电流表量程为 0~0.6 A,电压表量程为 0~3V,定值电阻的规格为“10 Ω 0.5 A”,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”.闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是
A.电流表示数允许的变化范围为 0.2 A~0.3 A
B.电阻消耗电功率允许的变化范围为 0.4 W~0.9 W
C.电路消耗总电功率允许的变化范围为 1.2 W~1.8 W
D.滑动变阻器允许接入电路阻值的变化范围为 0 Ω~10 Ω
C 2.D 3.D 4.D 5.B 6.B 7.B 8.B 9.B
10.D 11.C 12.D 13.BC 14.BC 15.AC 16.AC

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