内容正文:
专题8 极值、范围类相关计算
C
3
1.2
2.5~10
7.2
18
10
6
24
1.2
7.5
10
7.68~12.8
C
B
D
⇨
解答动态电路“取值范围”与“极值”类题目应明确的几个问题:
(1)明确电路连接方式,确定电表测量对象,对动态电路进行正确的分析.
(2)明确动态电路变化的因素
①滑动变阻器滑片移动引起的电阻变化,从而引起电路其他物理量的变化.
②开关的断开与闭合引起的电阻变化,从而引起电路中其他物理量的变化.
③敏感电阻的阻值变化,从而引起电路中其他物理量的变化.
(3)明确电路安全的因素
①电流表、电压表的量程.
②滑动变阻器的规格.如:“50 Ω 2 A”.
③用电器的规格,即用电器的额定电压和额定功率.如:“220 V 200 W”.
思路:首先判断滑动变阻器的移动会导致的电表的变化以及由其引起的安全隐患,从而推出滑动变阻器对应的最值.
R滑min→Imaxeq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(①电流表的量程,②小灯泡的额定电流,③滑动变阻器允许通过的最大电流,④用电器允许消耗的最大电功率,⑤电压表的量程(测定值电阻时)))
eq \a\vs4\al(取较小值,作为最大,电流)
R滑max→Imineq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(①滑动变阻器的最大值,②电压表的量程(测滑动变阻, 器两端电压时)))
eq \a\vs4\al(取滑动变阻器,的较小值作为,允许接入电路,的最大电阻)
类型1:滑动变阻器引起的极值、范围类
考向1:串联电路
★(2022·荆州)如图所示的电路中,电源电压恒为18 V,纯电阻用电器R1标有“10 V 4 W”字样,滑动变阻器R2的规格为“200 Ω 1 A”,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V.在保证各电路元件安全使用的情况下,
下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数的最小值为0.08 A
B.电压表的示数变化范围为0~15 V
C.滑动变阻器的阻值变化范围为20~125 Ω
D.整个电路总功率的最大值为10.8 W
考向2:并联电路
★(一题多设问)如图所示,电源电压为6 V,小灯泡上标有“6 V 3.6 W”字样,滑动变阻器上标有“10 Ω 2.5 A”字样,电流表量程未知(0~0.6 A或0~3 A).闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片,在电路各元件安全的情况下(小灯泡阻值不随温度变化),则:
(1)干路中通过的最大电流为3 A,最小电流为1.2 A.
(2)滑动变阻器接入电路的阻值范围为2.5~10Ω.
(3)电路消耗的最小总功率为7.2 W,最大总功率为18 W.
类型2:多开关引起的极值、范围类
★(一题多设问)如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20 Ω,灯泡L标有“6 V 3.6 W”字样.当S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光;当S闭合,S1、S2断开时,电压表示数为2 V(不考虑灯丝电阻随温度变化).则:
(1)灯泡电阻为10 Ω.
(2)电源电压为6 V.
(3)当S闭合,S1、S2断开时,通电1 min R1消耗的电能为24 J.
(4)电路消耗的最小功率为1.2W.
类型3:多开关与滑动变阻器引起的极值、范围类
★(2021·德阳改编)如图甲所示电路,电源电压可调,R为标有“1 A”字样的滑动变阻器,电流表量程为0~3 A,L1、L2是额定电压均为6 V的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示.则:
(1)L2正常发光时的电阻为7. 5Ω.
(2)若只闭合开关S1,电源电压调节为10 V,滑片P滑至中点时小灯泡正常发光,滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.
(3)若不清楚电路中各开关闭合或断开的状态,滑动变阻器滑片P的移动范围为2 Ω至最大阻值处,现移动滑片P同时调节电源电压,使电路中两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光,电路中各元件均安全工作,对应电路总电功率的变化范围为7.68~1 2.8W.
类型1:滑片移动型
1.★(2022·巴中)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.图乙中a、b两条曲线是根据图甲电路测得的两个电阻的U-I曲线.
由图可知,下列说法正确的是 ( )
A.b曲线表示R1的U-I变化情况
B.电源电压为14 V
C.R1消耗的最大功率为3.2 W
D.滑动变阻器滑片P向左滑动时,电压表V2和电流表A示数的比值变大
2.★(2022·凉山州)如图所示,电源电压保持6 V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“10