2024年中考物理第二轮专题训练：动态电路中电功率的最值问题（附答案）

2024年中考物理第二轮专题训练：动态电路中电功率的最值问题 姓名：___________班级：___________考号：___________ 1．健身使用的电子握力计模拟电路如图甲所示。将电流表（量程为0~0.6A）改装成握力计。电源电压为18V，定值电阻R1为10Ω，握力计手柄A端与滑动变阻器R2的滑片P连接，B端与R2的b端固定在绝缘支架上。测握力F大小时，滑片在ab之间滑动，握力为零时滑片F处于a端，手柄弹簧处于原长。经过检测与推算，滑动变阻器接入电路的阻值与握力F的大小关系如图乙所示。 （1）握力为100N时电路中的电流。 （2）在电路安全情况下，计算测量最大握力时R2消耗的电功率。 （3）若想增大握力计的测量范围。电路中增加一个阻值为10Ω定值电阻R3，请判断分析应该将R3与R1串联还是并联?在电路安全的情况下，计算改进后握力计测量握力的范围。 2．如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。（平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计）求： （1）电源电压； （2）当电流表示数为0.4A时，物体的重力； （3）在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值； （4）当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。 3．如图甲所示电路，电源电压可调，R为标有“1A“字样的滑动变阻器，电流表量程为0～3A，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求： （1）L2正常发光时的电阻； （2）若只闭合开关S1，电源电压调节为10V，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； （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2Ω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，求对应电路总电功率的变化范围。 4．如图甲所示，是通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像。将小灯泡连接到如图乙所示的电路中，已知电源电压保持3V不变，小灯泡的额定电流是0.3A，R1=20Ω， R2标有“30Ω、2A”字样。 （1）求小灯泡正常发光时的电阻； （2）同时闭合开关 S、S2，断开 S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1V，求此时滑动变阻器 R2的电阻； （3）同时闭合开关 S、S1和 S2，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，求此时整个电路工作 lmin消耗的电能； （4）在电路通电的情况下，调整开关 S1、S2的开闭状态，并移动滑动变阻器的滑片，求整个电路消耗的最小电功率。 5．某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置，其原理如图甲所示，电路中电源电压恒为9V，定值电阻的阻值为20Ω，电压表的量程为0～3V，轻质绝缘的压力检测板与可变电阻相连。的阻值与压力的关系如图乙所示，闭合开关S后，可以使用该装置测定压力大小，试问： （1）当检测板所受压力增大时，电压表的示数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）检测板不受压力时，电压表的示数为多少？( ) （3）在保证电路安全的前提下，计算该装置电路总功率的变化范围。( ) 6．如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求： （1）滑动变阻器的最大阻值； （2）R0的阻值和电源电压； （3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率。 7．某量水仪的内部简化结构如图甲所示，木块A通过一轻质绝缘细杆与轻质滑片P固定在一起。滑动变阻器的电功率P、电压表示数U与水深H的关系分别如图乙和丙所示。已知电源电压恒定不变，为定值电阻，的阻值与金属丝长度成正比（容器足够高，不计绝缘细杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦）。求： （1）电路中的最小电流。 （2）电源电压和定值电阻的阻值。 （3）整个电路的电功率变化范围。 8．如图甲是电阻R和规格“2.5 V  1.25 W”灯泡L的I﹣U图像。求： （1）灯泡L正常发光时的电阻。 （2）若仅将电阻R和灯泡L串联在电路中，为确保电路安全，电路两端的最大电压。 （3）若将电阻R、灯泡L、滑动变阻器R0连接在如图乙的电路中