专题14 变化及取值范围类电学综合计算专题-决胜2021年中考物理压轴题全揭秘

专题14—变化及取值范围类电学综合计算专题 考点01：极值类电学综合计算题： 此考点通常是题目中给出了若干已知电学物理量，同时对某些物理量进行了限定，如要求灯泡两端电压不超过额定电压或给出电流表或电压表的量程，或者给出了变阻器的规格，要求在保证电路安全的这些限定条件下，求某个物理量的最大值或最小值。 【易错警示】此考点应注意：无论求哪个物理量的最大值或最小值均必须保证电路安全，即不能损坏电表，也不能损坏灯泡及滑动变阻器，然后才能利用题中给出的已知条件去求解某个物理量的极值；另外应注意在题中给出多个条件时，必须注意分析隐藏的条件，避免“顾此失彼”如电路中给出了电流表的量程、变阻器的规格，在串联电路中当从最大电流入手去求解某个物理量时还要考虑所求电流是否超过了灯泡的额定电流；如果给了多个用电器的额定电压，若并联应注意通常以额定电压较小的电压值为电源电压。 例1：（2020唐山路北区一模）如图所示的电路中，电源电压为18V且保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“200Ω、1A”字样，电压表有“0—3V和0—15”两个量程，电流表有“0—0.6A和0—3A”两个量程。 （1）闭合开关将滑片移到某一位置时，电流的大小为0.5A，求R1的功率和电压表的示数。 （2）若用电阻R3来替换R1选择适当的电表量程，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数变化最大，在保证安全的情况下，则满足要求的R3的最大值和最小值各多大。 【变式1-1】（2021河北中考预测试题）在如图所示的电路中电源电压为9V，滑动变阻器R1标有“50Ω、2A”字样。①现将变阻器R1的滑片P移到右端，闭合开关S，求电流表的示数。②再将阻值为10Ω的电阻R2以某种方式接入如图所示的电路中，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P在R1的某两点之间移动过程中，观察电流表，得到了三次电流值，如下表所示。 序号 1 2 3 电流（A） 0.20 0.30 0.40 （a）当电流表的示数为0.3A时，求变阻器R1接入电路的电阻。 （b）小明同学根据表中的电流，推算出电流表示数可能的最小值、最大值分别为0.15A、2.9A，请你通过计算并说明小明的推算是否正确。 例2：（2020河北中考说明检测试题）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电压表没有画出，闭合开关S后，滑动变阻器R2的的滑片P从B端向左端移动的过程中，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。 （1）求R1的阻值和电源电压。 （2）此过程中电路总功率的变化范围是多少？ （3）什么时候R2的电功率最大？R2的最大电功率是多少？ 考点02：变化范围类电学综合计算题： 此考点通常给出电路图及某些已知的物理量或同时给出某两个物理量的关系图像，要求求某个量的变化范围。 【帮你归纳】（1）若题中两个电表的指针偏转角度相同的，则必须对电表所选择的量程进行讨论，并根据每个电表及每种量程分度值的不同，得出不同情况下的电流值或电压值，然后进行相应计算，此种题型通常采用假设法，然后根据假设的情况进行探究。 （2）当题中通过图像给出某个用电器的电阻、电流与电压或给出电流、电压与功率的关系时，应从图像入手找出所给物理量的关系做为突破点，列方程组去求解其它物理量。 【易错警示】（1）在求解某个量的变化范围时，必须要保证电路安全，即无论如何调节电源电压，或调节变阻器的阻值，不能损坏电流表或电压表，也不能使灯泡两端电压超过灯泡标注的额定电压。 （2）在满足某个要求的同时，必须考虑题中的其它隐藏条件，如在保证电流表不超过量程的前提下，电流是否超过了灯泡的额定电流，在电流表与灯泡安全的前提下，电压表的示数是否超过了所选择的量程。 （3）在求变阻器的变化范围时，通常从最大允许电流入手去求变阻器的最小电阻，从最小电流或与之并联的电压表的量程入手去求变阻器的最大阻值；当电路各元件均保证安全的前提下，变阻器标注的最大阻值即为变阻器最大允许接入的阻值。 （4）在题目中对电流或电压或电源有一定要求时，必须先满足此要求，如要求电路中电流表示数达到满刻度的2/3,或电流表示数不小于其满刻度的1 /3 等，在满足此前提条件的同时，还必须先考虑电表所选择的量程是否是合适的，不要顾此失彼。 例1：（2020河北中考模拟试题）如图甲所示的电路电源电压保持不变，电压表有“0~3 V”和 “0~15 V”两个量程，电流表有“0〜0.6 A”和“0〜3 A” 两个量程，有一个额定电压为12V的小灯泡，其U—I 图像如图乙所示，滑动变阻器上标有“20Ω、2A”的字样.只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片到某一位置，此时电流表读数为0.4A,电压表示数为9V.求： （1）电源电压。 （2）求此时小灯泡的实际功率。 （3）若将一个定值电阻(阻值为15Ω或24Ω)代替