九年級中考物理-電功率極值范圍值相關(guān)問題復習題及解析

圖像類找極值1．小峰同學在探究通過導體的電流與其兩端電壓的關(guān)系時，設(shè)計了如圖-1所示的電路，電源電壓恒定不變，他將滑動變阻器R2的滑片從最右端移到最左端的過程中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了如圖-2所示的圖像，電壓表測量的是___________兩端的電壓，電路的總功率最大值為___________W，滑動變阻器R2的最大阻值為___________Ω?！敬鸢浮?/p>

R1

1.8

40【詳解】（1）[1]由電路圖可知，閉合開關(guān)，R1、R2串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表并聯(lián)在R1兩端，測量R1兩端電壓。（2）[2]當滑動變阻器接入電路的阻值為0時，電路中只有R1工作，此時電路中電流最大，根據(jù)圖像可知，電路最大電流I大=0.3A，電源電壓U=6V；電路的總功率最大值P=UI大=6V×0.3A=1.8W（3）[3]滑動變阻器接入電路阻值最大時，電路電流最小，根據(jù)圖像可知，電路最小電流I小=0.1A，電壓表示數(shù)U1=2V，因串聯(lián)電路總電壓等于各部分電路電壓之和，所以滑動變阻器兩端電壓U2=U-U1=6V-2V=4V由I=可得，滑動變阻器的最大阻值R2===40Ω2．如圖所示電路，電源電壓不變，閉合開關(guān)后，滑片P由b端滑到a端，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化如圖乙所示。則定值電阻R為______Ω；在滑片P滑動過程中，滑動變阻器消耗的最大功率為______W。【答案】

8

4.5【詳解】[1][2]由圖甲可知，定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流。當滑片位于a端時，滑動變阻器接入電路中的電阻為零，此時電壓表和電流表的示數(shù)最大，由圖乙可知，電源的電壓U=12V，此時電路中電流I=1.5A，由可得定值電阻的阻值當滑片位于b端時，接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，由圖乙可知，電路的電流I'=0.5A，電壓表的示數(shù)UR=4V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓則滑動變阻器的最大阻值由和可得，滑動變阻器的最大功率所以，當時，滑動變阻器消耗的功率最大則3．如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，滑片P從b端移動到a端的過程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是（）A．R1的阻值為15Ω B．滑片在a端時，電壓表示數(shù)為4VC．電源電壓為6V D．R1電功率的最小值為3.6W【答案】

C【詳解】ABC．由圖甲可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測兩端的電壓，電流表測電路中的電流。當滑片于端時，其接入電路電阻為，電壓表的示數(shù)為0，電路中的電流最大，由圖乙可知，由可得，電源的電壓當滑片于端時，變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，由圖乙可知，，，則滑動變阻器的最大阻值因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以電源的電壓因電源的電壓不變，可得解得電源的電壓故AB錯誤，C正確；D．當滑片于b端時，變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電功率的最小值為故D錯誤。4．如圖甲所示的電路中，為定值電阻，為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關(guān)后，滑動變阻器的滑片從最左端移動到最右端的過程中，電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示，則的最大阻值為_______，電源電壓為_______V，電路的最大總功率為_______W?！敬鸢浮?/p>

20

6

3.6【詳解】[1]由甲圖可知，閉合開關(guān)，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由乙圖可知，根據(jù)歐姆定律可得，電源的電壓當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，由乙圖可知，，電壓表示數(shù)，滑動變阻器的最大阻值[2]串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，電源電壓，根據(jù)電源電壓不變，可得解得電源的電壓[3]電源電壓不變，根據(jù)可知，電路中電流最大時，總功率最大，為5．在如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，閉合開關(guān)S后，滑片P從b端移動到a端的過程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖象如圖乙所示，已知R1的電阻為5Ω，則電源電壓為________V，滑動變阻器的最大電阻為________Ω，滑動變阻器R2消耗的最大功率為________W?！敬鸢浮?/p>

3

10

0.45【詳解】[1][2]由圖甲，電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，由圖乙，滑片在a端時，滑動變阻器接入阻值為0，電阻最小，電流最大，為0.6A，當滑片在b端時，滑動變阻器接入阻值最大，電流最小，為0.2A，此時電壓表示數(shù)為2V，當滑片在a端時，電源電壓為當滑片在b端時，電源電壓為聯(lián)立二式，可解得電源電壓為滑動變阻器最大電阻值R2為[3]滑動變阻器R2消耗的功率為

當R1=R2時，R2的功率最大，為6．如圖a所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片P從右端滑到左端的過程中，兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖b所示，電源電壓為______V；滑片滑動過程中電路的最大總功率為______W?！敬鸢浮?/p>

6

1.8【詳解】[1]由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表V1測R1兩端的電壓，電壓表V1測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，R1兩端的電壓最大，R2兩端的電壓為0，由圖像可知，乙為滑動變阻器R2的關(guān)系圖像，甲為電阻R1的圖像，且R1兩端的最大電壓為6V，則電源的電壓為6V。[2]由圖像可知，電路的最大電流，根據(jù)可知，電源電壓不變，故最大的電功率為7．如圖甲所示，移動滑片使電阻R2的阻值從零逐漸變大，R1兩端電壓U的倒數(shù)與R2的阻值變化圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．電源電壓為5VB．當電阻R2的阻值為14時，電路中的電流為0.3AC．定值電阻R1的阻值為6D．定值電阻R1的最大電功率為0.5W【答案】

C【詳解】A．由題意可知，當R2的阻值為零時，R1兩端的電壓的倒數(shù)為，即兩端的電壓為4V，同時此時R1兩端的電壓為電源電壓，即電源電壓為4V，故A錯誤；BC．由圖乙可知，當電阻R2的阻值為18Ω時即電阻R1兩端的電壓為1V，因為兩電阻串聯(lián)，此時R2兩端的電壓為由歐姆定律可知電路中的電流為R1兩端的電壓為1V，由歐姆定律可得，R1的電阻為當電阻R2的阻值為14時，電路中的電流為故B錯誤，C正確；D．由可知，當電路中的電流越大，電阻的功率也就越大，隨著滑動變阻器接入電路的阻值越大，電路中的電流越小，故當R2=0時，R1的功率最大，結(jié)合上述分析，最大功率為故D錯誤。8．如圖甲所示，電源電壓恒為6V，額定電壓都為6V的小燈泡L1和L2的U﹣I圖線如圖乙所示，滑動變阻器銘牌上標有“18Ω1.5A”字樣，電壓表所接量程為0～3V，電流表所接量程為0～3A。則：該電路中最小電功率______W；若將小燈泡L2與滑動變阻器R“18Ω1.5A”串聯(lián)接在6V電源兩端如丙圖所示，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，當滑動變阻器的功率是小燈泡L2功率的2倍時，則：滑動變阻器的功率______W?！敬鸢浮?.4

2【詳解】[1]由可知，當電路電阻最大時，電路消耗的功率最小。由電路圖甲和圖線乙可知，當S和S1閉合時，L1和變阻器串聯(lián)，因為電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，所以電壓表的示數(shù)為3V時，變阻器連入電路的電阻最大，總電阻也最大，此時電路消耗的功率最小。此時L1兩端的電壓U=U-U滑=6V-3V=3V由圖乙可知通過L1的電流I1=0.4A。所以最小電功率為P最小=UI1=6V×0.4A=2.4W[2]因為P滑=2P2，所以U滑=2U2，因為U滑+U2=6V所以U滑=4V，U2=2V。由圖乙可知通過L2的電流I2=0.5A，所以滑動變阻器的功率P滑=U滑I2=4V×0.5A=2W9．如圖甲所示，電源電壓恒定，滑動變阻器R標有“20Ω0.5A”字樣，定值電阻R0的阻值為10Ω，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電流表量程為0~0.6A，圖乙是通過小燈泡L的電流隨兩端電壓變化的圖像。當S、S1閉合，S2斷開，滑動變阻器的滑片P剛好在中點時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，則電源電壓為______V。當S、S2閉合，S1斷開時，移動滑片P，在確保電路安全的情況下，通電1min整個電路消耗的最大電能為______J?！敬鸢浮?/p>

5

150【詳解】[1]當S、S1閉合，S2斷開，該電路為L和R的串聯(lián)電路，電流表測電路中的電流，電壓表測R兩端的電壓；此時燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端的電壓為UL＝2.5V，由圖乙可知，此時通過L的電流為IL＝0.25A，即電路中的電流為I＝IL＝0.25A由題可知此時滑動變阻器接入電路的阻值為由可知滑動變阻器兩端的電壓為UR＝IR中＝0.25A×10Ω＝2.5V由串聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓為U＝UR+UL＝2.5V+2.5V＝5V[2]當S、S2閉合，S1斷開時，該電路為R和R0的串聯(lián)電路，電流表測電路中的電流，電壓表測R兩端的電壓；已知滑動變阻器允許通過的最大電流為IR＝0.5A，電流表所選量程為0~0.6A，在確保電路安全的情況下，電路中的最大電流為I大＝IR＝0.5A則通電1min整個電路消耗的最大電能為W＝UI大t＝5V×0.5A×60s＝150J10．如圖甲所示，電源電壓可調(diào)。R為標有“0.5A”字樣的滑動變阻器，電流表量程為0~0.6A，L1、L2是額定電壓均為3V的小燈泡，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。只閉合S1，電源電壓調(diào)節(jié)為5V時，滑片P滑至中點，燈泡正常發(fā)光，則滑動變阻器的最大阻值為______Ω。若改變開關(guān)狀態(tài)，保證電路中至少有一只燈泡始終能正常發(fā)光，調(diào)節(jié)電源電壓，同時移動滑片且保證電路安全，該電路能達到的最大功率為______W。【答案】

10

2.8W【詳解】[1]由圖甲可知，只閉合S1時，燈泡L2和滑動變阻器串聯(lián)，此時燈泡L2正常發(fā)光，則由題意可知，L2兩端的電壓為3V，由圖乙可知，此時電路中的電流I=0.4A，滑動變阻器兩端的電壓UP=U-U2=5V-3V=2V由題意可知，此時滑動變阻器接入電路的電阻是最大電阻的一半，則所以滑動變阻器的最大阻值RP=2×5Ω=10Ω[2]因燈L1的額定電流0.6A大于滑動變阻器允許通過的最大電流0.5A，燈L2的額定電流0.4A小于0.5A，故不能是L1正常發(fā)光，只能是L2正常發(fā)光，由歐姆定律可得，燈L2正常發(fā)光時的電阻只閉合S1時，燈L2與滑動變阻器串聯(lián)，因燈L2正常發(fā)光，所以電路中的電流I=0.4A，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，以及串聯(lián)電路分壓原理可知，當滑動變阻器阻值達到最大值時，電源電壓最大，根據(jù)歐姆定律可得此時電源電壓U′=I×(RL2+RP)=0.4A×(7.5Ω+10Ω)=7V所以，電路中能達到的最大功率為Pmax=U′I=7V×0.4A=2.8W11．如圖所示，電源電壓恒為8V，R1=10Ω，滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω，0.5A”，電流表的量程是“0～3A”，電壓表的量程是“0～15V”，小燈泡的額定電壓為6V，小燈泡的I-U關(guān)系圖像如圖乙所示。（1）小燈泡的額定功率為______W；在保證電路安全的情況下：（2）S1、S2都斷開，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是______Ω；（3）S1、S2都閉合，電路消耗的最大電功率是______W?！敬鸢浮?.6

8～20

10.4【詳解】（1）[1]小燈泡的額定電壓為6V，由乙圖可知燈泡的額定電流為0.6A，則小燈泡的額定功率（2）[2]當S1、S2都斷開，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且小燈泡的額定電流為0.6A、變阻器允許通過的最大電流為0.5A、電流表的量程為0～3A，所以，電路中的最大電流I大=0.5A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，由圖乙可知，此時燈泡兩端的電壓UL’=4V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器R2兩端的電壓由可得，滑動變阻器接入電路中的最小阻值當滑動變阻器接入電路中的阻值最大為20Ω時，電路中的電流最小，電壓表示數(shù)最小，各元件是安全的，所以，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是8～20Ω。（3）[3]當S1、S2都閉合時，R1與R2并聯(lián)，電流表測干路電流，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，通過R1的電流因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，當滑動變阻器R2通過的電流最大I2=0.5A時，干路電流則電路消耗的最大電功率12．在如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2上標有“20Ω0.5A"，當滑片P由c點移到a端的過程中，電壓表示數(shù)U隨滑動變阻器R2接入電路的阻值變化情況如圖乙所示，R1的最小功率是0.4W。在保證電路元件安全的條件下，電源電壓為___________V，變阻器R2消耗的功率范圍是___________W。【答案】6

0.5~0.9【詳解】[1]由電路圖可知，閉合開關(guān)S后，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓。當滑片P位于a端時，R2=20Ω，此時電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最小，R1的功率最小，由圖乙可知，電壓表的示數(shù)U1=2V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由P=UI可得，電路中的最小電流因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，由可得，電源的電壓U=U1+U2=U1+I小R2=2V+0.2A×20Ω=6V[2]R1的阻值為滑動變阻器消耗的功率為由此可知，當R1=R2時，滑動變阻器取得最大功率，則滑動變阻器的最大功率為由題意可知，電路中允許通過的最大電流為0.5A，此時滑動變阻器接入電路中的阻值最小，消耗的電功率最小為P2min=P-P1=UI-I2R1=6V×0.5A-(0.5A)2×10Ω=0.5W變阻器R2消耗的功率范圍為0.5~0.9W。13．某元件R標有“6V6W”字樣（阻值不變），將該元件與燈L接入如圖甲所示電路中，通過燈L的電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，電流表量程為“0~0.6A”，電壓表量程為“0~3V”。閉合開關(guān)，在保證電路各元件都安全的情況下，燈L的最大電功率可達到______W?！敬鸢浮?.6【詳解】由電路圖和知，電路中各元件串聯(lián)連接，電壓表測R兩端的電壓，其量程為0~3V，則R兩端的最大電壓為3V，由題意知，R正常工作時，通過的電流則則電路中的最大電流由圖乙知，通過燈L的電流為0.5A時，其兩端的電壓為3.2V，則燈L的最大電功率P=ULImax=3.2V×0.5A=1.6W14．如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，R為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，移動滑片P，滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖像如圖乙所示。則（）A．滑動變阻器的最大阻值是40ΩB．滑動變阻器消耗的電功率最大時，變阻器的阻值是20ΩC．電源電壓為8VD．整個電路消耗的最大電功率為14.4W【答案】D【詳解】A．當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，R的最大阻值和R0串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。由圖乙可知，電路中的最小電流I小=0.4A，滑動變阻器的功率P1=3.2W，由P=I2R可得，滑動變阻器的最大阻值為故A不符合題意；B．由圖乙可知，當電路中的電流I′=0.6