5 电学——取值范围计算-2023年中考科学真题【压轴挑战】分类汇编（浙江专版）

这是电学的一个分支，取值范围计算在中考中占有重要位置，首先它要考察学生对于电路安全范围的一个考量，让学生明确如何控制电路不会毁坏用电器；其次就是考察学生对于电路所有元件信息值进行分析，知道哪些值是迷惑行为；最后希望学生一定要做简单电路图，让自己更清楚电路所考察的每一步方针。 取值范围计算 解题方法： V RP R2 S A P V RP R2 S A P 1、电流表、电压表的范围值：串联电路中，如果电压表并联在定值电阻两端，则电压表与电流表的变化趋势相同（左图）；如果电压表并联在滑动变阻器两端，电压最大时电流最小（右图）。 2、范围值问题的限制条件一般是电表量程以及用电器允许通过的最大电流。 一般步骤：先判断滑动变阻器导致的电表的变化，再判断变化所能引起的安全隐患，从而推导出滑动变阻器对应的最值。 说明：①求电流/电压最大值时，取几个元件电流或电压最大值当中的最小值，才是这个电路允许的最大电流或电压值，然后再求解其他的值； ②电压和电流两个都有限制时，可以转化为一个物理量取最值。 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 1、如图所示，电源电压恒为4.5V，电阻R1为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，两个电压表的量程均为0~3V，电流表的量程为0~0.6A。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电压表V2的示数变化范围为0~3V B．电阻R1的电功率的变化范围为0.205W~0.9W C．滑动变阻器R2的阻值的取值范围为5~15Ω D．电流表A的示数变化范围为0.15~0.3A 【答案】D 【解析】由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当电压表V1的示数最大U1大=3V时，电路中的电流最大，变阻器接入电路中的电阻最小，R1的功率最大，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的最大电流；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的最小电压：；变阻器接入电路中的最小阻值；电阻R1的最大电功率P1大=U1大I大=3V×0.3A=0.9W；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，即；此时电压表V2的示数U2=IR2=0.15A×20Ω=3V；此时，电阻R1两端的最小电压U1小=U-U2=4.5V-3V=1.5V，电阻R1的最小电功率P1小=U1小I=1.5V×0.15A=0.225W。故选D。 2、如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。当滑片P移动时，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） ①电源电压为8V ②滑动变阻器的最大阻值是25Ω ③定值电阻R0的最大功率是7.2W ④滑动变阻器R1的最大功率是1.8W A．只有①② B．只有②③ C．只有②④ D．只有②③④ 【答案】D 【解析】由电路图可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图像可知，电路中的最小电流I=0.2A时，R1的电功率P1=1W，由P=I2R可得，滑动变阻器的最大阻值为 ；故②正确；由图像可知，当电路中的电流时，R1的电功率，此时R1接入电路的电阻为；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由欧姆定律可得，电源的电压为 当电路中的电流I=0.2A时，电源的电压为 因电源的电压不变，所以 得R0＝5Ω，则电源的电压为故①错误； 由图乙知电路的最小电流为0.2A；当滑动变阻器的电阻最小时电路的电流最大，最大电流为定值电阻R0的最大功率为 故③正确； 滑动变阻器R1上消耗的功率为 当R1=R0=5Ω时R1上消耗的功率最大，最大功率是故④正确。 故选D。 3、如图所示，电源电压为6V、且保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R0的规格为“10Ω、0.5A”，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P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