2021年中考物理总复习专题训练：极值问题与取值范围问题

极值问题与取值范围问题 类型1　“极值”问题　　　　　　　 1.[2020·营口改编] (多选)如图1甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示,图乙中的a、b两点与图甲中滑动变阻器的滑片在A、B两位置时相对应。下列说法正确的是 (　　) 图1 A.滑动变阻器的滑片在A点与B点时,电路的总功率之比是1∶2 B.电源电压为12 V C.滑动变阻器消耗的最大电功率为3.6 W D.电路消耗的最大电功率为7.2 W 2.[2020·遵义] (多选)如图2所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器最大阻值为R,R1、R2为定值电阻,R1=10 Ω,滑动变阻器的滑片P置于中点,闭合开关S、S1、S2,电流表A1的示数为1.5 A;保持滑片P位置不变,闭合开关S,断开开关S1、S2,电流表A2示数为I1,电路总功率为4.5 W,改变滑片P的位置使之移到最右端,电流表A2示数为I2,且I1∶I2=3∶5。通过开关和滑动变阻器调整电路,使闭合电路的最大功率为P。下列说法正确的是 (　　) 　图2 A.U=15 V B.R=20 Ω C.R2=50 Ω D.P=30 W 3.[2020·武汉] 如图3甲所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L的I-U图像如图乙所示。当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电压表的示数是2 V,电流表的示数是I1;当只闭合开关S1、S3,滑片P在最左端时,电流表的示数是I2;当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,电压表的示数是3 V,电流表的示数是I3。已知I1:I2=2∶9,I2∶I3=3∶1。当滑片P在最左端时,通过开关通断,可使电路消耗的功率最大,该最大值是 (　　) 图3 A.7.2 W B.8.1 W C.9.0 W D.9.9 W 4.[2020·南通] 如图4所示,电源电压为12 V,灯泡L的规格为“6 V　3 W”,滑动变阻器R1上标有“20 Ω　1 A”,R2=10 Ω,电流表量程为0~3 A。将开关S闭合,S1、S2断开,调节变阻器使灯泡正常发光。 (1)求灯泡正常发光时的电阻。 (2)求滑动变阻器10 s内消耗的电能。 (3)将开关S、S1、S2都闭合,移动滑片P且电路安全,求R1与R2功率之比的最大值。 图4 规律方法 　　含滑动变阻器的串联电路的最大功率或最小功率的限制因素: 图例 分析 电路总功率或灯泡L的电功率最大时,电流最大 电路总功率或灯泡L的电功率最小时,电流最小 限制 因素 灯泡L的额定电流、滑动变阻器R允许通过的最大电流、电流表A及电压表V1的最大测量值 滑动变阻器R连入电路的最大阻值、电压表V2的最大测量值 当R=RL时,滑动变阻器R的功率最大 类型2　“取值范围”问题　　　　　　　 5.[2020·龙东改编] (多选)如图5所示,电源电压为6 V保持不变,电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器上标有“10 Ω　1 A”的字样。在元件安全的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,则 (　　) 图5 A.R1的功率范围0.8~5 W B.R1的功率范围0.8~7.2 W C.R2的最大功率是1.8 W D.R2的最大功率为1.6 W 6.如图6所示,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω,电源电压U恒为12 V,闭合开关,滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表的示数变化范围为　　　　　　,电压表的示数变化范围为　　　　,R2的电功率变化范围为　　　　。  图6 7.[2020·广安] 如图7所示,电源电压恒定不变,灯泡L上标有“6 V　3.6 W”的字样(灯泡电阻受温度的影响忽略不计)。R1=30 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω,当S、S1闭合,S2断开且滑片P在b端时,电流表的示数为0.2 A。求: (1)灯泡正常工作时的阻值。 (2)电源电压。 (3)断开S1,闭合S、S2,调节滑动变阻器的滑片,电阻R1消耗的电功率变化范围。 图7 8.[2020·恩施州] 如图8甲所示,电源电压保持12 V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0~15 V,电流表量程为0~0.6 A。第一次只闭合开关S、S1,将滑片P从B端移动到A端;第二次只闭合开关S、S2,将滑片P从B端逐步向A端移动,直至白炽灯L正常发光。根据实验过程中测量的数据,绘制电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示。求: