极值问题与取值范围问题 专项练习 ---2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

专题训练13　极值问题与取值范围问题

类型1　“极值”问题：1．如图1所示，电源电压恒定，R1＝30 Ω，R2＝60 Ω。当开关S3闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.1 A。在不发生短路的情况下，当开关________闭合时，电路中的总电流最大，是________A；当开关________闭合时，电路消耗的电功率最小，是________W。

2．如图2所示，电源电压为12 V，定值电阻R1的阻值为12 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω　1 A”字样，电流表A1的量程为0～3 A，A2的量程为0～0.6 A。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片在中点时，通过滑动变阻器的电流为________A；在滑片移动过程中，电路消耗的最大功率为________W。

 

 

图1          图2                              图3

3．如图3甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点过程中，两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。

(1)图乙中________ (选填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像。

(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为______W。

4．如图所示，电源电压一定，已知灯泡L上标有“6 V　7.2 W”字样(灯丝电阻不受温度影响)，R1＝10 Ω。当S、S1闭合，且滑片P在a端时，灯正常发光；当S、S2闭合，且滑片P在滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.2 A。(1)求灯泡L的阻值。(2)求滑动变阻器Rx的最大值。

(3)通过对S、S1、S2的控制和调节滑动变阻器，求出电路总功率的最小值。

 

 

 

 

 

 

 

5．如图所示是一个温度可调的育苗箱电路，电源电压为36 V且保持不变。发热电阻R1的阻值为40 Ω，R2为滑动变阻器，其阻值变化范围为0～50 Ω，允许通过的电流足够大。试求：(1)R1的最大功率是多少。

(2)将滑片P移到某一位置，R2两端电压为6 V时，通电5 min，电流对整个电路做的功是多少。(3)在调节滑片P的过程中，滑动变阻器R2能达到的最大功率是多少。

 

 

 

 

 

类型2　“取值范围”问题6．如图所示，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________。

 

 

 

7．在“伏安法测电阻”的实验中，实验电路图如图所示，若待测电阻Rx的阻值为8 Ω，要求实验中使用的电表不能超过其最大测量值，且电表的指针至少能达到刻度盘的中线处，所用的实验器材在下列器材中选取：电流表一只(0～0.6 A或0～3 A)、电压表一只(0～3 V或0～6 V)、滑动变阻器一只(0～50 Ω)、电源一个(电源电压为6 V保持不变)、开关一个、导线若干。实验中，为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为________W，滑动变阻器的取值范围为________。

　　　

 

 

 

 

8．在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。求：

(1)电路中电流最小时，1 min内电流通过变阻器R做的功。(2)电源电压和定值电阻R0。

(3)若电压表量程为0～15 V，电流表量程为0～3 A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率变化范围是多少。

 

 

 

 

 

 

9．如图所示，已知电源电压为24 V，R2上标有“100 Ω　3 A”的字样，灯泡上标有“12 V　3 W”的字样，电流表A1的量程为0～0.6 A，电流表A的量程为0～3 A。(1)求灯泡正常工作时的电阻。

(2)当闭合S，断开S1、S2时，灯泡正常工作，求R1的电阻。

(3)当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器，求R2的电功率变化范围。

 

 

 

 

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：

 

 

 

 

 

 

 

在求解电学中的“取值范围”问题时，要注意同时考虑灯泡和滑动变阻器的规格和电流表、电压表的最大测量值，运用逆向思维推导出各物理量对应的取值范围。