内容正文:
河北
物 理
分层练习册
1
模块五 电学、磁学
小专题培优7 河北中考电学综合计算
2
一阶 基础必备能力点
3
能力点1 简单电路最值、极值(范围)计算
本类型河北中考真题考查电路图呈现
(2025.20
题图)
(2024.38
题图)
(2022.38
题图)
(2017.38题
图, 间接
入定值电阻)
(2016.38
题图)
4
方法点拨:
为保证电路安全,需要考虑以下问题:
(1)电路中的电流既不能超过电流表的测量范围、滑动变阻器允许通过
的最大电流值,又不能超过用电器的额定电流值。
(2)用电器两端的电压既不能超过电压表的测量范围,又不能超过用电
器的额定电压值。
(3)如果各用电器串联,那么将各用电器允许通过的最小电流当作整个电
路允许通过的最大电流;如果各用电器并联,那么将各用电器的最小额定
电压当作整个电路的总电压。
5
类型1 简单串联电路的最值、极值计算
1.【无电流表、电压表测量范围限制】如图所示的电路中,电源电压
保持不变, ,滑动变阻器的最大阻值为 。闭合
开关,滑片从端移动到 端的过程中。求:
第1题图
(1)电流表示数的最小值为____A,最大值为_____A。
0.3
0.75
(2)电压表示数的最大值为___,最小值为____ 。
6
2.4
(3)电路总功率的最小值为____,最大值为____ ;定值电
阻功率的最小值为_____,最大值为____ 。
1.8
4.5
0.72
4.5
6
(4)滑片在端时滑动变阻器的功率为_____ ,在滑片滑动的整个过
程中,功率的最大值为______ ,此时滑动变阻器接入电路的阻值为___
。
1.08
1.125
8
第1题图
7
2.【有电流表、电压表测量范围限制】如图所示,电源电压为 ,小灯
泡规格为“”(灯泡电阻不变),电流表测量范围为 ,
电压表测量范围为,滑动变阻器规格为“ ”。
第2题图
(1)灯泡正常发光时电阻是___ ,此时电流表的示数为____
A,电压表的示数为___,滑动变阻器接入电路的阻值为___ ,
电路的总功率为_____ 。
6
0.5
3
3
2.25
(2)电压表的最小示数为____ ,此时电路中的电流为_____A,电路总
功率为______ 。
1.5
0.25
1.125
(3)在确保电路元件安全且电路中有电流流过的情况下,电路的最大功
率与最小功率之比为_____。
8
类型2 简单并联电路的最值、极值计算
3.如图所示电路,电源电压为,电阻 ,电流表选用的测量范
围是,电压表选用的测量范围是,滑动变阻器 的规格为“
”。闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,回答下列问题。
第3题图
(1)滑动变阻器接入电路的阻值是____ 时,此时干路中的
电流最小,电流表的示数是____A。
30
1.2
9
第3题图
(2)根据滑动变阻器的规格可知,滑动变阻器允许通过的最
大电流是___A;通过定值电阻 的电流为____A,根据电流表
选用的测量范围是 ,计算出滑动变阻器允许通过的最大
电流是____A;综合考虑,通过滑动变阻器的最大电流是___A,
2
0.9
2.1
2
4.5
(3)电流表的示数变化范围是__________A;滑动变阻器接入电路的阻值
变化范围是__________ 。
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,接入的最小阻值为____ 。
10
能力点2 简单电路电表变化分情况讨论
类型1 单电表偏转或满偏
第4题图
4.如图所示电路中,电源电压为 ,滑动变阻器标有“
”字样。若图中电流表选用 测量范围,电压
表选用测量范围。闭合开关 ,当滑动变阻器连入电
路中的电阻为其最大阻值的 时,电路中只有一个电表满偏,
求定值电阻 可能的阻值。
11
第4题图
解:由电路图可知,与串联,电压表测 两端的电压,
电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器连入电路中的电阻为其最大阻值的 时,电路中
只有一个电表满偏,
①若电流表满偏,由电流表选用 量程可知,电路中的电流
,
电路的总电阻 ,
定值电阻的阻值 ;
12
②若电压表满偏,由电压表选用量程可知, 两端的
电压 ,
两端的电压 ,
电路中的电流 ,
解得 ,
所以定值电阻的阻值可能为 或 。
第4题图
类型2 单电表示数变化
5.如图所示电路,电源电压为保持不变,电阻的阻值为 ,闭合
开关,两电流表的示数分别为和。现用电阻替换电阻、
中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数变化了,求电阻 。
第5题图
14
第5题图
解:由题知,用电阻替换电阻、 中的一个,替换前后,
只有一个电流表的示数发生了变化;分析可知是用 替换电阻
;由于替换前后,一个电流表的示数变化了 ,则干路
电流可能为 ,
,
替换前后通过 的电流均不变,
所以通过 的电流可能为
,
,
15
的阻值可能为 ,
,
即电阻的阻值为 或 。
第5题图
类型3 电表接入位置改变
第6题图
6.在如图的电路中,电源电压为且保持不变,滑动变阻器
为标有“”“”和“ ”字样中的某一个。
闭合开关,电流表的示数为 。
(1)求电阻 的阻值;
解:由图知,闭合开关,与 并联,则两电阻两端的电压
,
则的阻值 ;
17
(2)将电流表串联接入或 中的某一处,在电路安全工作的情况下,
移动滑动变阻器的滑片过程中,电流表 示数的最大变化范围为
。请计算说明电流表 接入的位置及滑动变阻器的规格。
第6题图
18
第6题图
将电流表串联接入 处时,电流表测量滑动变阻器的电流;
根据题意可知,通过滑动变阻器的最小电流为 ,
则滑动变阻器接入电路的最大阻值 ,
与题意不符;
将电流表串联接入 处时,电流表测量干路电流;因并联电路中,干路
电流等于各支路电流之和,
所以通过滑动变阻器的最小电流 ,
滑动变阻器接入电路的最大阻值 ,
故滑动变阻器选择的规格为“; ”。
19
类型4 双电表变化类
第7题图
7.(2018河北38题7分)如图甲所示,电源电压
不变,小灯泡的额定电压为 ,滑动变阻器
的规格为“”。闭合开关,当滑片
置于距左端三分之一处,灯泡正常发光,电流
表指针满偏,电表表盘如图乙所示。
20
第7题图
(1)求灯泡的额定功率和电源电压;
解:当滑片 置于距左端三分之一处时,灯泡正
常发光,电流表满偏,因为变阻器允许通过的最
大电流为,所以电流表使用的是 量
程,所以此时 ,
灯泡的额定功率 ,
变阻器两端电压 ,
所以电源电压 ;
21
第7题图
(2)用定值电阻 替代小灯泡,再将另一电压
表 接入电路,其他部分电路连接不变。闭合开
关,当滑片 置于某一位置时,两个电压表指针
偏转的角度相同,且表示数大于表 的示数,
两种电表指针偏转角度之比为。求 可能的
阻值。
用定值电阻替代小灯泡,与变阻器 串联,其他部分电路连接不变;
22
解图1
①若电压表并联在 两端,如解图1所示;
两个电压表指针偏转的角度相同,且表示数大于表
的示数,所以使用量程,使用 量程,
且 ,
所以 ,
,
电压表偏转2大格,两种电表指针偏转角度之比为 ,若电流表偏转角度
是电压表偏转角度的2倍,电流表偏转4大格,不可能出现;若电压表偏转
23
角度是电流表偏转角度的2倍,则电流表示数为
(电流表仍使用 量程),
所以 ;
解图1
解图2
②若电压表 并联在电源两端,如解图2所示;
则, ,
电压表的指针偏转了24小格,若电流表偏转角度是电压
表偏转角度的2倍,即电流表偏转48小格,不可能出现;若电压表偏转角
度是电流表偏转角度的2倍,即电流表偏转12小格,则电流表示数为
(仍使用 量程),
则 。
故定值电阻可能的阻值为 和
25
二阶 综合实战演练
26
第8题图
8.(2023河北38题7分)如图甲所示,电源电压
不变,电流表测量范围为 ,电压表测量
范围为,滑动变阻器 的规格为“
”,灯泡的额定电流为 。图乙是
灯泡的电流与电压关系图像。闭合开关 ,调节
滑动变阻器的滑片,当滑片 移至某一位置时,电压表和电流表的示数
分别为和 。
27
(1)求电源电压;
第8题图
解:闭合,灯与滑动变阻器串联,当时, ,由
图乙可知, ,
根据串联电路电压的特点得, ;
28
第8题图
(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻
器的滑片 ,灯泡的最小功率是多少?
当电压表示数最大为时,灯 两端电压最小,
此时灯的功率最小;灯两端最小电压 小
,
由图乙知,灯的最小电流小 ,
灯的最小功率 小
;
29
(3)用定值电阻替换灯泡 ,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻
器的滑片,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为 ,这一过
程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于 ,求定值电阻 的可能值。
第8题图
30
第8题图
用定值电阻替换灯泡 后,调节滑动变阻器的
滑片 ,电路中最大电流有两种可能:
或 ;
①若 时,则最小电流
,
此时电压表示数最大为 ,
中最小电流 ,
即,解得 ;
31
②若时,由题意可得,最大电流 ,
最小电流 ,
则,即 ,
代入数值得 ,
解得 ,故定值电阻的可能值为 或 。
第8题图
32
9.如图所示电路,电源电压恒为,灯泡规格为“ ”,且灯丝
电阻不随温度变化。滑动变阻器规格为“ ”,电流表的测量范围
为“”,电压表的测量范围为“ ”。闭合开关,将滑片移至某位
置,小灯泡正常发光。求:
第9题图
(1)灯泡的电阻;
解:灯泡的电阻 ;
33
(2)电路消耗的最小功率;
第9题图
当滑动变阻器的阻值为最大 时,电路的总电阻最大,由 可知
电路消耗的功率最小,电路消耗的最小功率
;
34
(3)现将定值电阻替换灯泡 ,不改变电表测量范围,闭合开关,在确
保电路安全的情况下移动滑片 ,发现电压表示数的最大值与最小值的差
值为,求 的可能阻值。
第9题图
35
第9题图
将定值电阻替换灯泡,则定值电阻和变阻器 串联。
①在确保电路安全的情况下,变阻器连入电路阻值为0 时,电
压表的最大示数为 ,电压表示数的最大值与最小值的差值
为 ,
电压表的最小示数为 ,
由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压最大,由串联分压可知此时
变阻器接入电路的阻值最大为 ,此时电路中的电流
,
的阻值为 ;
36
②根据题目的条件可知:电路中的最大电流,由 可知此时
电压表的示数也最大,此时电压表示数的最大值为大 ,
当滑动变阻器接入阻值最大 时,由串联分压可知,变阻器两端的电
压最大,由串联电路电压的规律可知电压表示数最小,电压表的示数
小 ,电压表示数的最大值与最
小值的差值为,所以大小 ,
解得 或 (舍去)。
综上可知,的可能阻值为 或 。
第9题图
37
第10题图
10.(2025河北20题6分)如图甲所示,电源电压
不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡 标
有“”字样。闭合开关,当滑片 在某一
位置时,电压表示数为,电流表示数为 ,
小灯泡的 图像如图乙所示。
(1)求小灯泡 正常发光时的电阻;
解:灯泡正常发光时的电阻 ;
38
第10题图
(2)求电源电压;
由图甲可知,灯泡与滑动变阻器 串联,电压表测
量滑动变阻器 两端的电压,电流表测量电路中的
电流,当电路中的电流为 ,则小灯泡刚好正
常发光,此时小灯泡两端的电压为 ,电压表示
数为 ,
电源电压 ;
39
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表测量范围 ,电压表
测量范围 。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合
开关,移动滑片,发现通过小灯泡的电流都可以在 之间连续
变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
第10题图
40
第10题图
当电路中的电流为 ,滑动变阻器接入电路
的阻值为0时,电源电压最小,
此时的最小电源电压 ;
当电路中的电流为 ,滑动变阻器接入电路
的阻值最大时,滑动变阻器两端的电压
,
由图乙可知,此时灯泡两端的电压 ,
此时电源电压最大,所以最大电源电压
,
所以电源电压的取值范围为 。
41
11.(2021河北38题7分)如图所示,小灯泡规格为“ ”,
,电源电压不变,电流表的测量范围为“”“ ”,
闭合开关,小灯泡 正常发光。
第11题图
42
第11题图
(1)求 的功率和电源电压;
解:由电路图可知,闭合开关,灯泡与定值电阻 串联,电
流表测电路中的电流,灯泡正常发光时其两端的电压
,功率 ,因串联电路中各处的电流相等,
所以由可得,电路中的电流 ,
两端的电压 ,
的功率 ,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源电压 ;
43
(2)拆除小灯泡,从规格分别为“”“ ”的滑动变阻
器中选择其中之一,以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路
消耗的功率最大?最大功率是多少?
第11题图
44
第11题图
若要电路消耗的总功率最大,则需电路中的总电流最大。
①两个滑动变阻器若串联接入电路时,电路中的最大电流均
为变阻器阻值为零时,
即 ,
②分析可知滑动变阻器“ ”并联接入电路不安全,故不可行;
③当滑动变阻器“ ”并联接入电路时,滑动变阻器所在支路最
大电流为 ,电路的最大总电流为
,
所以此时电路的总功率最大,且最大总功率为
。
45
12.如图所示电路,电源电压恒为,定值电阻的阻值为 ,滑动变阻
器上标有“”的字样,电流表的量程为“ ”,电压表的量程
为“”。闭合开关,移动滑片至某一位置,电流表的示数为 。
第12题图
46
第12题图
(1)求此时电阻 两端的电压;
解:由图知,定值电阻和滑动变阻器 串联,电流表测电
路中的电流,电压表测定值电阻两端电压,闭合开关 ,移动
滑片至某一位置,电流表的示数为,根据 得,
电阻两端的电压 ,
滑动变阻器 两端的电压
;
47
(2)在电路安全的情况下,移动滑片,求电阻 的最大功率;
第12题图
48
第12题图
由题意知,滑动变阻器上标有“ ”的字样,电流
表的量程为“ ”,因此电路允许通过的最大电流为
,当电阻两端的电压最大时, 的功率最大,当电
压表满偏时
,
此时电路安全, 的最大功率
;
49
(3)若用一定值电阻替换电阻,闭合开关 后,在电路安全的情况下,移
动滑片,发现电压表示数的最大值与最小值之比为。求 的可能值。
第12题图
50
第12题图
①根据串联分压可知,当 时,电压表示数最小
;
当较小时,电路最大电流可以达到 ,此时电压表示数
最大
;
由于电压表示数的最大值与最小值之比为 ,则
,
解得 ;
51
②由于电压表的量程为,当较大时,电压表读数可以达到 ,根
据电压表示数的最大值与最小值之比为 得
,
解得 ,
所以的可能值为 和 。
第12题图
52
13.在如图所示的电路中,电源电压恒为,电流表量程为“ ”,电压
表的量程为“”,滑动变阻器的规格为“ ”,调节滑动变阻器,
电压表示数能达到满偏。求:
第13题图
(1)电阻 的阻值范围;
53
第13题图
解:若滑动变阻器接入电路的阻值最小,通过电路的电流最大
为时,电压表示数最大为 ,此时定值电阻接入电路
的阻值 ,若滑动变阻器接入电路最
大阻值时,电压表示数最大为 ,根据串联电路电压规律、
串联分压原理可得 ,
代人数据可得 ,
解方程可得 ,
所以电阻的阻值范围为 ;
54
(2)现用定值电阻替换电阻 不改变电表量程,闭合开关,在确保电路安
全的情况下移动滑片,发现电压表示数的最小值与最大值的比值为,求
的可能阻值;
第13题图
55
第13题图
①在确保电路安全的情况下,电压表的最大示数为 ,
已知电压表示数的最小值与最大值的比值为 ,
则电压表的最小示数为小 ,
此时变阻器接入电路的阻值最大为 ,
由串联分压的规律可知 ,
此时电路中的电流 ,
则的阻值 ;
56
②由电流表量程和变阻器规格可知电路中的最大电流 ,由
可知此时电压表的示数也最大(但达不到 ),
已知电压表示数的最小值与最大值的比值为,即 ,
则这种情况下电路中的最小电流 ,
此时变阻器接入电路的阻值最大为 ,
此时电路的总电阻 ,
根据串联电路的电阻特点可知此时 的阻值
;
故的可能阻值为 和 ;
57
(3)将电源换成可调电压电源,用 的定值电阻替换电阻 ,闭合开
关,在保证电路安全的情况下,电源电压可调节的最大值为 ,再将电压表
改接到两端,电源电压可调节的最大值为,求 。
第13题图
58
第13题图
将电源换成可调电压电源,用 的定值电阻 替换电阻
,闭合开关 ,在保证电路安全的情况下,电源电压可调
节的最大值为 ,
若电流表达到最大时,电阻 两端的电压
,因而电压表不可能达到最大值;
此时滑动变阻器电阻最大时,电压最大,
;
根据串联电路的电压特点知 ;
再将电压表改接到两端,电源电压可调节的最大值为 ,
59
则此时电压表和电流表都是最大值,
根据串联电路的电压特点知
;
则 。
第13题图
61
$