期末综合复习专题训练：动态电路电功率的变化范围问题--2025-2026学年人教版九年级上册物理

2025-2026学年人教版九年级上册物理期末综合复习专题训练：动态电路电功率的变化范围问题 姓名：___________班级：___________考号：___________ 1．如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为2.5V，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2=15Ω。当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡正常发光。图乙为小灯泡两端电压与电流的关系图像。 (1)求电源电压为多少? (2)当闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1=15Ω，求此时小灯泡的功率为多少瓦? (3)当闭合开关S、S2，断开S1，求R1的最大功率。 2．如图甲所示，电源电压为18V，已知小灯泡L上标有“5V,0.5A”字样，且灯丝电阻不随温度变化，，滑动变阻器R的最大阻值为。 (1)求小灯泡的电阻； (2)只闭合S、，移动滑动变阻器滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于某点a时，电压表示数。求电路中的电流； (3)已知电压表量程为，电流表量程为。在保证电路安全的情况下，只闭合S、S2时，求电路消耗总功率的变化范围。 3．如图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P），用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器R1标有“20Ω，0.5A”的字样，定值电阻R2＝10Ω。闭合开关S，求： (1)当电流表的示数是0.4A时，滑动变阻器接入电路的阻值； (2)当滑动变阻器R1以最大阻值接入电路时，电压表是否安全； (3)在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值。 4．某品牌汽车安装有电加热座椅垫，该座椅垫有“高温”“低温”两个挡位，其电路简化原理图如图甲所示，其中电源电压为60V保持不变，熔断器（电阻忽略不计）的熔断电流为2.5A，高温功率为90W，低温功率为40W。求： (1)R1的阻值； (2)小明把电路原理图改为乙图，也设有两个挡位，但有一个挡位无法正常使用，请通过计算分析原因； (3)小朋把电路原理图改为丙图，移动滑片可以连续调节R1的电功率，滑动变阻器最大阻值为75Ω，求R1的功率范围。 5．如图甲所示，是一款暖奶器，它有着高温消毒、中温加热和低挡保温的功能，其等效电路结构如图乙所示，、、均为可发热电阻丝。当、闭合，通过控制的通断，可以使电器处于高温挡或中温挡。电路在高温挡工作比中温挡工作时，电流表示数增大了。已知：电源电压为，高温挡的加热功率为，求：（忽略温度对电阻的影响） (1)暖奶器以高温挡正常工作了10min，发热电阻共产生的热量是多少？ (2)的阻值是多少？ (3)当闭合，、均断开时，电器处于低温挡。是标有铭牌“？Ω  0.8A”的滑动变阻器，移动滑片，可以手动调节低温挡的加热功率。当滑片在距离左端处时电压表的示数为，当滑片在中点时电压表的示数为，且。若电压表的量程为“”，电流表量程为“”，求： ①滑动变阻器的最大阻值； ②在不损坏电路元件的前提下，低温挡手动调节的加热功率的范围？ 6．如图甲所示电路中，电源电压不变，R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω，电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S₂时，电流表的示数为0.25A。求： (1)当只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2连入电路的电阻； (2)当闭合S1、S2、S3时，为保证不损坏电流表，电路消耗的总电功率的变化范围。 7．如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不随温度改变，定值电阻阻值与滑动变阻器最大阻值相等。当开关、都断开，滑片从端滑到某一位置时（图中未标出），滑动变阻器的电阻减小了，电流表示数变化了，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关、。电流表示数又变化了。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)电源电压和滑动变阻器的最大电阻； (3)若不清楚电路中各开关闭合或断开的状态，电流表所选量程不变，滑动变阻器调节范围为至最大，现移动滑片P，保证电路中各元件均安全工作，求整个电路总电功率的变化范围。 8．如图甲所示，电源电压为18V且恒定不变，电压表的量程均为。电流表的量程为，图乙是小灯泡的图像。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6V时，小灯泡正常发光。 (1)求小灯泡的额定功率； (2)求电路的最小功率； (3)现用定值电阻替换小灯泡，闭合开关，在电路安全的情况下，改变滑片位置，可使电流表和电压表同时达到满偏，也可使电压表示数的变化量达到最大，求满足条件的的取值范围。 9．图是某电器设备的部分电路，电源电压U=6V保持不变， 灯泡L和滑动变阻器分别标有“6V 3W”和“20Ω  1A”字样，闭合S1和S3，断开S2时，电路消耗的功率为1.8W，灯泡电阻不随温度变化而改变。 (1)求定值电阻R1的阻值； (2)开关S1、S2、S3都闭合时，求通过电流表的电流大小； (3)若电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，只闭合S2，在保证电路安全的情况下，求灯泡L消耗电功率的变化范围。 10．如图所示的电路中，灯泡L上标有“8V 4W”字样，R2的阻值为8Ω。电流表的量程为0~0.8A，电压表的量程为0~3V，当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L正常发光；当开关闭合S3，断开S1、S2时，移动滑片，当滑片移到中点和移到左端时，小灯泡消耗的功率之比为9︰4。求： (1)灯泡L的电阻； (2)滑动变阻器的最大阻值R1； (3)当开关S2闭合，断开S1、S3时，试求出在不超过电流表和电压表量程的情况下，电阻R2消耗功率的变化范围。 11．如图所示，电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V，3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω，1A”字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，为一定值电阻，当闭合开关S、，断开时，灯泡L恰好正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求： (1)小灯泡L的电阻； (2)闭合开关S、，断开时，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器的阻值范围； (3)闭合开关S、，断开时，调节滑动变阻器，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率和最小功率之比。 12．如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“5V  2.5W”字样（灯丝电阻不随温度变化），为滑动变阻器，电流表的量程为。闭合、，断开、，滑动变阻器的滑片滑到中点M时，电流表示数为；闭合、，断开、，滑动变阻器滑片滑到N点，N点距离a端为整个滑动变阻器总电阻长度的四分之一，此时电流表示数为。求： (1)小灯泡正常工作的电阻； (2)电源电压； (3)闭合所有开关，在安全范围内整个电路电功率的变化范围。 13．在如图所示的电路中，电源电压可以调节，定值电阻标有“”字样。当只闭合开关，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表示数是，电流表的示数为；当只闭合开关，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电压表示数是；当闭合开关和，断开开关，滑动变阻器R的滑片P在最左端时，电流表的示数为。已知：，。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)定值电阻的阻值； (3)若只重新调节电源电压，现将一个电压表并联在或两端。只闭合开关，移动滑片P，在电路安全工作的情况下电压表示数的变化范围为。请指出电压表接入的位置，并求出电路的最大功率。 第6页，共6页 第5页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 《期末综合复习专题训练：动态电路电功率的变化范围问题--2025-2026学年人教版九年级上册物理》参考答案 1．(1)7.5V (2)0.6W (3)0.9375W 【详解】（1）当闭合开关、，断开，滑动变阻器滑片移到中点时，与小灯泡L串联。已知小灯泡额定电压，由图乙（小灯泡关系图像）可知，小灯泡正常发光时电流。串联电路中电流处处相等，所以电路电流 滑动变阻器最大阻值为，滑片在中点时，接入电路的电阻 根据欧姆定律，公式变形，则两端电压 串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压 （2）当闭合开关、，断开，此时滑动变阻器接入电路电阻与L串联，，此时电路满足（为小灯泡两端实际电压，为电路实际电流） 即 结合图乙（小灯泡关系），通过代入验证找满足的和，当时，由图乙知小灯泡两端电压，代入等式右边 与电源电压相等，所以，，符合条件。 则小灯泡的功率 （3）当闭合开关、，断开，此时和滑动变阻器串联，的功率为 分析上式可知，当时，的功率最大，则的最大功率 2．(1) (2) (3)5.4~9W 【详解】（1）由可得，小灯泡的电阻 （2）只闭合S、S1，R0与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表示数时，定值电阻两端电压 此时电路中的电流 （3）只闭合S、S2时，L与变阻器R串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中的电流，电流表量程，电路中最大电流 电路消耗的最大功率 电压表量程，当变阻器R两端电压最大为15V时，灯泡分得的电压最小，电路中电流最小，灯泡两端的最小电压 电路中的最小电流 所以电路消耗的最小功率 综上所述，电路消耗总功率的变化范围是。 3．(1)5Ω； (2)不安全； (3)1.8W 【详解】（1）图乙中，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测串联电路中的电流。当电流表的示数是0.4A时，电路的总电阻 根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得，滑动变阻器接入电路的阻值 （2）当滑动变阻器R1以最大阻值接入电路时，总电阻为 由欧姆定律得电路中的电流 则R1两端的电压 由于电压表的量程为0~3V，此时实际电压超过电压表的量程，因此电压表不安全。 （3）由P=UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路消耗的总功率越小。由于滑动变阻器阻值最大时，超过了电压表的量程，电路不安全。因此当电压表的最大示数为3V时，电路消耗的总功率有最小值。根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得R2两端的电压 则电路中的电流最小值为 所以电路中的最小电功率为 4．(1)50Ω (2)见解析 (3)（11.52~72）W 【详解】（1）由图甲知，开关接时，电路中仅有R2，开关接时，R1和R2串联，根据串联电路的电阻特点，串联时电路总电阻最大，由，开关接时，电路处于高温挡，开关接时，电路处于低温挡。 开关接时， 开关接时， 则可得R1的阻值为 （2）由图乙可知，开关接时，两电阻并联，此时电路的电流最大，电功率最大，根据欧姆定律可得， 并联的总电流为 熔断丝会熔断，故有一个挡位无法正常使用。 （3）由图丙可知，当滑片在最下端时，电路中仅有R1，当滑片在最上端时，R1和滑动变阻器的最大值串联，串联电路总电阻最大，根据欧姆定律可得，串联时，通过电路的电流较小，由可知，串联时，R1的电功率最小。 当滑片在最上端时，电路中的电流为 R1的电功率为 当滑片在最下端时，R1的电功率为 则R1的功率范围是（11.52~72）W 5．(1) (2) (3)①，② 【详解】（1）由题意可知，暖奶器高温挡的功率为36W，因此正常工作10min，发热电阻产生的热量为 （2）根据题意，分析电路图可知，当、闭合，闭合时、并联，为高温挡，断开时，是只有接入的简单电路，为中温挡，已知电源电压为，高温挡的加热功率为，利用P=UI可得，高温挡时电路中的电流 电路在高温挡工作比中温挡工作时，电流表示数增大了，可求中温挡时通过的电流 故的阻值 （3）①当闭合，、均断开时，与连入部分串联，暖奶器处于低温挡，当滑片在距离左端处时，根据串联电路分电压规律，电压表的示数为 当滑片在中点时电压表的示数为 根据可得，为 解得，则滑动变阻器的最大阻值为48Ω。 ②分析电路图可知，低温挡时电压表测R3连入部分电阻分得的电压，根据电压表的量程可知，R3最高分得15V电压，此时R1分电压 此时加热功率最小，电路中的电流为 低温挡加热最小功率 当电路中的最大电流为时，达到了允许通过的最大电流，且不超过电流表的量程3A，故此时低温挡的加热功率最大，即 故在不损坏电路元件的前提下，低温挡手动调节的加热功率的范围为 6．(1)14Ω (2)4.48~4.8W 【详解】（1）由图甲可知，当只闭合S₂时，电阻R1和小灯泡串联，电流表的示数即电路中的电流为I1=0.25A，由图乙可得，小灯泡两端的电压为3V，根据可得，电阻R1两端的电压为 根据串联分压特点可得，电路的电源电压为 当只闭合S3时，滑动变阻器R2和小灯泡L串联，要使小灯泡L正常发光，小灯泡两端的电压为额定电压3.8V，由图乙可得，此时通过电路中的电流为I2=0.30A，根据串联电路分压特点可得，此时滑动变阻器两端的电压为 由可得，滑动变阻器R2连入电路的电阻为 （2）当闭合S1、S2、S3时，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电流表测干路电流，为保证不损坏电流表，干路电流最大为 由可得，电路消耗的总电功率最大值为 当滑动变阻器接入的阻值最大时，通过滑动变阻器的电流最小，根据并联电路中，干路电流等于各支路电流之和可知，此时干路电流最小，电路总电功率最小，由可得，通过滑动变阻器的电流为 通过电阻R1的电流为 则干路电流最小值为 由可得，电路消耗的总电功率最小值为 则电路消耗的总电功率的变化范围为4.48~4.8W。 7．(1)12Ω (2)9V，18Ω (3)2.7W~27W 【详解】（1）灯泡L标有“6V 3W”字样，由可得，灯泡正常发光时的电阻为 （2）当开关、都断开时，此时灯泡L和变阻器R串联，电流表测的是电路电流；滑片从端滑到某一位置时（图中未标出），滑动变阻器的电阻减小了，电路总电阻减小，根据欧姆定律可知，电流表示数增大，且增大了，此时灯泡恰好正常发光，根据可得，当滑片滑到位置c时，电路电流为 可知当滑片滑到位置b时，变阻器连入电路的电阻最大，此时的电路电流为 根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为 ① 当滑片滑到位置c时，滑动变阻器的电阻减小了，根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为 ② 联立①②解得，电源电压为，滑动变阻器的最大电阻为。 （3）保持滑片P的位置不变，即变阻器接入电路的电阻为 定值电阻阻值与滑动变阻器最大阻值相等，所以，定值电阻阻值为 闭合开关、，此时定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测的是干路电流，根据欧姆定律可得，此时干路电流为 大于0.6A，所以电流表是选择大量程（3A）接入电路中；由于不清楚电路中各开关闭合或断开的状态，电流表所选量程不变，滑动变阻器调节范围为至最大，现移动滑片P，保证电路中各元件均安全工作，要得到电路的最小总电功率，根据可知，需计算出电路的最小电流，根据欧姆定律可知，需计算出电路的最大总电阻，由电路图分析可知，当开关S1、S2断开，变阻器连入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，根据欧姆定律可得，此时电路电流最小为 则电路最小总功率为 当开关S1闭合，S2闭合，变阻器连入电路的电阻为3.6Ω时，此时两电阻并联，电路的总电阻最小，根据并联电路特点和欧姆定律可得，此时电路电流最大为 恰好为电流表的最大测量值，电流表安全，所以，电路最大总功率为 综上，整个电路总电功率的变化范围为2.7W~27W。 8．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题图乙所示的 I–U 图像，当 U=6 V 时，小灯泡的电流约为，则其额定功率为 （2）电路为串联电路，电压一定，根据公式，电流最小时，电功率最小。电流要最小，滑动变阻器的阻值就要最大，但电压表会超过最大量程，所以当电压表示数最大时，整个电路的电功率最小。即当示数为时，整个电路的电功率最小，则示数为 查灯泡的I–U图像可以知道，此时的电流为，则电路最小功率为 （3）① 用定值电阻 R2替换小灯泡后，若要使电流表(量程 0~0.6 A)与电压表 V2(量程 0~15 V)同时满偏，则有，U2=15 V，则 此时电源电压为，R1两端电压为 故的最小值为 ② 若要使电压表V1(量程 0～15 V)的示数变化量达到最大，则取U1=15 V，此时R2两端电压为，电路电流 故的最大值为 综上所述，为既能保证电流表和V2同时满偏，又能使V1的示数变化量达到最大，滑动变阻器R1的取值范围是5Ω≤ R1≤125Ω 9．(1) 20Ω (2) 0.8A (3) 0.75W~3W 【详解】（1）当闭合和，断开S2时，灯泡L所在支路断开，滑动变阻器被开关所在导线短路，电路为的简单电路。根据电功率公式可得，定值电阻的阻值为 （2）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1与灯泡L并联，滑动变阻器R2被开关S3所在导线短路，电流表测量干路电流。通过R1的电流为 灯泡L两端的电压等于电源电压6V，与灯泡的额定电压相等，所以灯泡正常发光。根据电功率公式可得，通过灯泡L的电流为 根据并联电路的电流特点，干路电流为 （3）只闭合S2时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。灯泡L的电阻为 灯泡L的额定电流为 电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，为保证电路安全，电路中的最大电流不能超过灯泡的额定电流，即。此时灯泡L消耗的功率最大 此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，其两端电压为 未超过电压表量程。当电压表示数达到最大值时，电路中的电流最小。此时灯泡L两端的电压为 电路中的最小电流为 该电流未超过电流表量程和灯泡额定电流。此时灯泡L消耗的功率最小 因此，灯泡L消耗电功率的变化范围为0.75W~3W。 10．(1)16Ω (2)32Ω (3)3.125W~5.12W 【详解】（1）根据灯泡L的铭牌“8V 4W”可知，灯泡的电阻为 （2）由图可知，当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器R1被短路，灯泡L与电阻R2并联。此时灯泡L正常发光，说明并联电路两端的电压等于灯泡的额定电压，即电源电压 当开关S3闭合，断开S1、S2时，滑动变阻器R1与灯泡L串联。设滑动变阻器的最大阻值为R1，当滑片移到中点时，接入电路的电阻为 此时电路中的电流 小灯泡消耗的功率 当滑片移到左端时，接入电路的电阻为 此时电路中的电流 小灯泡消耗的功率 根据题意 即 整理得 两边开平方根得 解得R1=32Ω。 （3）当开关S2闭合，断开S1、S3时，滑动变阻器R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。为保证电路安全，电路中的电流不能超过电流表的量程，即 I ≤ 0.8A。根据欧姆定律 有 解得。 同时，电压表示数不能超过其量程，即U1≤ 3V，即 解得 。综上，滑动变阻器接入电路的电阻范围为 电阻R2消耗的功率，当时，电路中电流最大，R2的功率最大 当时，电路中电流最小，R2的功率最小 因此，电阻R2消耗功率的变化范围是3.125W~5.12W。 11．(1)12Ω (2) (3)2:1 【详解】（1）根据灯泡的规格可得，小灯泡的电阻 （2）当闭合开关S、，断开时，滑动变阻器R与小灯泡L串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流。为了保证电路安全，电路中的电流不能超过各元件的限制。小灯泡的额定电流为 电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器允许的最大电流为1A。为保护小灯泡，电路中的最大电流不能超过其额定电流，故电路中的最大电流。当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小。此时电路的总电阻为 滑动变阻器接入电路的最小阻值为 此时电压表示数为 未超过电压表15V的量程。当滑动变阻器接入电路的电阻增大时，其两端电压也增大。为保护电压表，其示数不能超过15V，即，此时，滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值。小灯泡两端的电压为 电路中的电流（最小电流）为 滑动变阻器接入电路的最大阻值为 该阻值未超过滑动变阻器的最大阻值100Ω。综上所述，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的阻值范围是 （3）电路消耗的总功率，由于电源电压U恒定，当电路中电流最大时，总功率最大；当电流最小时，总功率最小。由第（2）问的分析可知，在保证电路安全的情况下，电路中的最大电流，电路中的最小电流，故电路消耗的最大功率和最小功率之比 12．(1)10Ω (2)3V (3) 【详解】（1）小灯泡正常工作的电阻 （2）当闭合S1、S4，断开S2、S3时，小灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的总电流。滑动变阻器的滑片滑到中点M时，电流表示数为；根据欧姆定律可知电源电压 ① 当闭合S1、S3，断开S2、S4时，电路为滑动变阻器的简单电路，滑动变阻器滑片滑到N点，N点距离a端为整个滑动变阻器总电阻长度的四分之一，此时电流表示数为。根据欧姆定律可知电源电压② 联立①②两式可知，。 （3）闭合所有开关，滑动变阻器与灯泡并联。滑动变阻器的滑片在最上方时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据电阻并联的特点可知总电阻最大，电源电压不变，根据可知总功率最小，为 滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，接入电路的阻值变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知电路电流变大。电流表的量程为，故电路电流最大值为3A，电路电功率的最大值 闭合所有开关，在安全范围内整个电路电功率的变化范围为。 13．(1) (2) (3)见详解 【详解】（1）当只闭合开关S1，滑片P在最右端时，电阻R1与滑动变阻器R2的最大阻值串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。设电源电压为U，滑动变阻器最大阻值为R2max。根据欧姆定律有：   ①        ② 当只闭合开关S2，滑动变阻器的滑片在最左端时，电阻R1与电阻R3串联，电压表测电阻R1两端的电压。 电路中电流为 ③ 当闭合S1和S3，断开S2，滑动变阻器的滑片在最左端时，电阻R1与电阻R3并联，电流表测通过R1的电流。 有④ 由可得， 则 （2）由可得， 则 （3）当电压表接在R1两端时，若电压表示数为15V，此时电路中的电流为 故这种情况不符合电路安全。 当电压表接在R2两端时，若R2取最小值时，电流最大值为，此时电压表示数为6V。 此时R1两端的电压为   电源电压为 电路的最大功率为 第4页，共13页 第3页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 $