极值范围动态电路计算（知识点+试题）——2024-2025学年人教版物理九年级全一册

电学微专题 ·动态电路极值范围 人教版初中物理九年级（全一册） 1 学科网（北京）股份有限公司 知识储备 · 电功、电功率、焦耳定律 电功 W 电功率 P 焦耳定律（热量 Q） 定义 在物理学中将电能转化 为其他能的过程说是电 流做功的过程，有多少 电能发生转化就说电流 做了多少功，即电功 在物理学中用电功率表 示电流做功的快慢(若 某 一 用电 器 电 功 率 为 40W 则表示该用电器 1s 消耗电能40J） 电流通过导体时电能转化 为内能，这个现象叫作电流 的热效应；电流通过导体产 生的热量与电流平方、电 阻、通电时间成正比 国际单位 J(焦耳，简称焦) W（瓦特，简称瓦） J（焦耳，简称焦） 常见单位 kW·h 千瓦时俗称“度 ” 1 度=1kW·h=3.6×106J 106 kW W mW 103 103 定义公式 W = UIt Q = I 2Rt 推导公式 实用纯电阻电路 符号单位 ①I——电流——A（安培 简称安） 在纯电阻电路中，消耗的电 能全部转化为内能放出热 量，这时电功与物体放出热 量相等，即 W=Q；在非纯 电阻电路中电能除了热效 应会转换为内能还会转换 为其他能，因此在非纯电阻 电路中，即 W＞Q. ②U——电压——V（伏特 简称伏） ③R——电阻——Ω（欧姆 简称欧） ④t——通电时间——s（秒） 分配关系 串联 并联 串并联电路总功率：P 总=P1 +P2 串并联电路总电功： W 总= W1 +W2 ·动态电路分析核心要点 1.由于电源电压不变，若电压表测量电源电压，那么电压表示数恒定不变。 2.与滑动变阻器并联的用电器不受滑动变阻器阻值变化的影响。 3.串联分压——在串联电路中电流处处相等，根据公式 U=IR 可知，电阻越大的用电器分得的 电压越多。 基础过关 [基础模型]如图所示， 电源电压恒为 4.5V ，灯泡L 标有“2.5V 1.25W” 的字样（忽略灯丝电阻变化），滑动变 阻器规格为“20Ω 1A ”，则在不损坏电路元件的情况下， 移动滑片， 求: （1 ） 灯泡的电阻与其额定电流； （2 ） 电路中电流的取值范围; （3 ） 滑动变阻器的取值范围; 培优促能 模型一 串联电路模型（一） ( ·电压表取值范围 )[典例模型 1]如图所示， 电源电压恒为 4.5V ，灯泡 L 标有“2.5 V 1.25 W ” 的字样（忽略灯丝电阻变化）， 滑动变阻器规格为“20Ω 1A ”， 电流表接入量程为“0~0.6A ”，电压表接入量程为“0~3V ”，在不损 坏电路元件的情况下， 求： （1 ） 电路中电压表示数的取值范围； （2 ） 电路中电流表示数的取值范围； （3 ） 滑动变阻器接入电路的阻值范围; （4 ） 电路消耗的总电功率的范围； 当滑动变阻器的电阻全部 接入电路中时，根据串联分压的 原理，此时对应滑动变阻器最大 实际电压 U 2 学科网（北京）股份有限公司 ( ·电流表取值范围 )1. 如图所示的电路中， 电源电压为 4.5V 且保持不变， 电流表量程为 “0~0.6A ”，电压表量程为“0~3V ”，小灯泡标有“3V 1.2W ”字样（不 考虑温度对灯丝电阻的影响)， 滑动变阻器上标有“20Ω 1A ”字样。 闭合开关， 在保证电路元件安全情况下， 则电压表的示数变化范围是 V， 小灯泡的最小功率为 W。 · 电阻取值范围 ·电流表取值范围 根据公式 P=UI ，当电源电 压恒定时，最大电流对应最大 功率，反之为最小功率； 2.如图甲所示的电路， 电源电压恒定，R1 为定值电阻 ，滑动变阻器 R2 铭牌上标有“ 120Ω 0.8A ”的字样， 电 流表量程 0~0.6A， 电压表量程 0~15V， 在保证电路安全的前提下， 移动滑动变阻器滑片， 经测量分析， 得 出 R2 的电功率 P 与其两端电压 U 的关系如图乙所示， 则下列说法正确的是 ( ) A. 电源电压为 16V B.R1 的阻值为 25Ω C. 电路总功率的最大变化量为 10.8W D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为 10~100Ω 3 学科网（北京）股份有限公司 模型二 串联电路模型（二） [典例模型 2]如图所示的电路测小灯泡的功率 。电路中电源电压恒为 4.5V ，电压表的量程为 0~3V ，电流表的 量程为 0~0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A ”，灯泡标有“2.5V 1.25W ”字样(不考虑灯丝电阻的变化)， 若闭合开关， 两电表的示数均不超过所选量程， 灯泡两端的电压不允许超过额定值， 求: （1 ） 电路中电流取值范围； （2 ） 电路中电压表取值范围； （3 ） 滑动变阻器的电阻允许调节的范围； 3.如图所示， 灯泡规格为“ 5V 2.5W ”（灯丝电阻不随温度变化)， 滑动变阻器规格为“ 50Ω 1A ”，电流表 所选量程为“0~0.6A ”，电压表所选量程为“0~3V” ， 电源电压恒为 9V， 闭合开关 ，在保证电路中各元件 安全的情况下， 下列表述正确的是 ( ) A.该电路消耗的最大功率为 4.5W B.滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为 8Ω ~50Ω C.通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光 D.滑动变阻器两端的电压变化范围为 6V~7.5V 4 学科网（北京）股份有限公司 模型三 并联电路模型 5 学科网（北京）股份有限公司 [典例模型 3]如图所示， 电源电压恒为 3V， 灯泡L 标有“6V 6W ” 的字样（忽略灯丝电阻变化）， 滑动变 阻器规格为“20Ω 1A ”，电流表所接量程为“0~3A ”，闭合开关求: （1 ）通过灯泡的电流; （2 ）在不损坏电路元件的情况下调节滑片， 滑动变阻器接入电路的阻值范围. 4.如图所示电路中， 电源电压恒定不变 ，小灯泡 L 标有“6V 2.4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响)， 滑动变阻器 R2 标有“40Ω 2A ” 字样 ，R1 是定值电阻， 电压表量程为 0~3V， 电流表量程为 0~0.6A 。 闭合 开关 S1 、S2 ，断开开关 S3 ，小灯泡 L 恰好正常发光 。将 R2 的滑片 P 移至最右端， 闭合开关 S3 ，断开开关 S1、 S2， 此时电压表示数为 U1 ，R2 消耗的功率为 P1； 向左移动滑片 P 至某点， 此时电压表示数为 U2 ，R2 消耗的 功率为 P2 。 已知 U1 : U2 = 2 : 3 ，P1 : P2=8 : 9 。 下列说法中正确的是 ( ) A. 电源电压为 9V B.定值电阻 R1 的阻值是 10Ω C.保障电路元件安全的前提下， 电路最小电功率为 0.8W D.保障电路元件安全的前提下， 当滑动变阻器 R2 连入电 路的阻值为 30Ω时， 电路的总功率最大 $$ 电学微专题 ·动态电路计算“极值 、范围类” 试题答案 人教版初中物理九年级（全一册） 考点突破 模型一 串联电路模型（一） [基础模型]如图所示， 电源电压恒为 4.5V ，灯泡 L 标有“2.5V 1.25W ”的字样（忽略灯丝电阻变化）， 滑动 变阻器规格为“20Ω 1A ”，则在不损坏电路元件的情况下， 移动滑片， 求: （1 ） 灯泡的电阻与其额定电流； （2 ） 电路中电流的取值范围; （3 ） 滑动变阻器的取值范围; [变式模型]如图所示， 电源电压恒为 4.5V， 灯泡 L 标有“2.5 V 1.25 W ” 的字样（忽略灯丝电阻变化）， 滑动 变压器规格为“20Ω 1A ”，电流表接入量程为“0~0.6A ”，电压表接入量程为“0~3V ”，在不损坏电路元 件的情况下， 求： （1 ） 电路中电压表示数的取值范围； （2 ） 电路中电流表示数的取值范围； （3 ） 滑动变阻器接入电路的阻值范围; （4 ） 电路消耗的总电功率的范围 1.如图所示的电路中， 电源电压为 4.5V 且保持不变， 电流表量程为“0~0.6A ”，电压表量程为“0~3V ”，小 灯泡标有“3V 1.2W” 字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响)， 滑动变阻器上标有“20Ω 1A ”字样 。 闭合 开关， 在保证电路元件安全情况下， 则 电压表的示数变化范围是 1.5~3 V， 小灯泡的最小功率为 ( W。 )0.3 ____________ 2.如图甲所示的电路， 电源电压恒定，R1 为定值电阻 ，滑动变阻器 R2 铭牌上标有“ 120Ω 0.8A ”的字样， 电流表量程 0~0.6A， 电压表量程 0~15V， 在保证电路安全的前提下， 移动滑动变阻器滑片， 经测量分析 ， 得出 R2 的电功率 P 与其两端电压 U 的关系如图乙所示， 则下列说法正确的是（ D ） A. 电源电压为 16V B.R1 的阻值为 25Ω C. 电路总功率的最大变化量为 10.8W D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为 10~100Ω 甲 乙 Bilibili 模型二 串联电路模型（二） [典例模型]如图所示的电路测小灯泡的功率 。 电路中电源电压恒为 4.5V， 电压表的量程为 0~3V， 电流表的 量程为 0~0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A ”，灯泡标有“2.5V 1.25W ”字样(不考虑灯丝电阻的变化)， 若闭合开关， 两电表的示数均不超过所选量程， 灯泡两端的电压不允许超过额定值， 求: （1 ） 电路中电流取值范围； （2 ） 电路中电压表取值范围； （3 ） 滑动变阻器的电阻允许调节的范围； 3.如图所示， 灯泡规格为“ 5V 2.5W ”（灯丝电阻不随温度变化)， 滑动变阻器规格为“ 50Ω 1A ”，电流表 所选量程为“0~0.6A ”，电压表所选量程为“0~3V” ， 电源电压恒为 9V， 闭合开关 ，在保证电路中各元件 安全的情况下， 下列表述正确的是（ D ） A.该电路消耗的最大功率为 4.5W B.滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为 8Ω ~50Ω C.通过移动滑动变阻器的滑片可以使小灯泡正常发光 D.滑动变阻器两端的电压变化范围为 6V~7.5V 模型三 并联电路模型 [典例模型]如图所示， 电源电压恒为 3V， 灯泡L 标有“6V 6W ” 的字样（忽略灯丝电阻变化）， 滑动变阻 器规格为“20Ω 1A ”，电流表所接量程为“0~3A ”，闭合开关求: （1 ）通过灯泡的电流; （2 ）在不损坏电路元件的情况下调节滑片， 滑动变阻器接入电路的阻值范围. 4.如图所示电路中， 电源电压恒定不变 ，小灯泡 L 标有“6V 2.4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响)， 滑动变阻器 R2 标有“40Ω 2A ”字样 ，R1 是定值电阻， 电压表量程为 0~3V， 电流表量程为 0~0.6A 。 闭合 开关 S1 、S2， 断开开关 S3， 小灯泡 L 恰好正常发光 。将 R2 的滑片 P 移至最右端， 闭合开关 S3， 断开开关 S1 、S2， 此时电压表示数为 U1 ，R2 消耗的功率为 P1； 向左移动滑片 P 至某点， 此时电压表示数为 U2 ，R2 消耗的功率为 P2 。 已知 U1 : U2 = 2 : 3 ，P1 : P2=8 : 9 。 下列说法中正确的是（ D ） A. 电源电压为 9V B.定值电阻 R1 的阻值是 10Ω C.保障电路元件安全的前提下， 电路最小电功率为 0.8W D.保障电路元件安全的前提下， 当滑动变阻器 R2 连入电 路的阻值为 30Ω时， 电路的总功率最大 学科网（北京）股份有限公司 $$