2.电学重难点加练—动态电路极值、范围计算-【一战成名新中考】2026广西物理中考必考知识点题组特训

二、动态电路极值、范围计算 28．如图所示电路中，电源电压保持不变，电阻器的电阻R1为10Ω。只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P移至最右端，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.15A；将滑片P移至最左端后，电流表示数为0.45A；再闭合开关S2，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.6A。求： （1）滑动变阻器的最大电阻R2； （2）电源两端电压U； （3）小灯泡正常发光时的电阻R1。 解：（1）只闭合开关S1，将变阻器的滑片滑至最右端，定值电阻和滑动变阻器串联，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.15A， 根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值：R220Ω； （2）只闭合开关S1，将变阻器的滑片滑至最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，电路为R1的简单电路，电流表的示数为0.45A， 电源电压：U＝I1R1＝0.45A×10Ω＝4.5V； （3）开关S1、S2均闭合，滑片P移至最左端时，小灯泡与电阻器并联；小灯泡两端的电压为：UL＝U＝4.5V， 根据并联电路电流的规律得通过小灯泡的电流：IL＝I﹣I1＝0.6A﹣0.45A＝0.15A， 小灯泡的电阻：。 6．如图所示电源电压为12V，且保持不变。已知滑动变阻器的最大阻值为24Ω，R0为未知阻值的定值电阻，小灯泡标有“6V  3W字样”，求： (1)灯泡的电阻和正常工作的电流各是多少？ (2)当S闭合，S1，S2都断开时，要使小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？ (3)S，S1，S2都闭合时调节滑动变阻器的滑片，使电路中总功率最小且最小功率为18W，求R0的阻值。 解：（1）小灯泡标有“6V 3W字样”，小灯泡的电阻为 小灯泡正常工作的电流为 （2）当S闭合，S1，S2都断开时，小灯泡与滑动变阻器串联，要使小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的阻值为 （3）S，S1，S2都闭合时，小灯泡被短路，R0与滑动变阻器并联，当滑动变阻器全部接入电路时，电路的总功率最小，此时 电阻R0的功率为 R0的阻值为 30．（2025滨州）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“10V，5W”字样，滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。先只闭合开关S和S1，将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点；再断开开关S1，闭合开关S2，将滑片P从a点向右移动到最右端b，图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图象。求： （1）小灯泡L正常工作时的电流； （2）电源电压； （3）只闭合开关S和S1，滑动变阻器R1的阻值变化范围； （4）只闭合开关S和S2，滑片P在a点时，定值电阻R2的电功率。 解：（1）小灯泡L正常工作时的电流I0.5A； （2）只闭合开关S和S1，灯L与变阻器R1串联，当滑片P移动到a点，由图乙曲线知，此时电路中最大电流为I＝0.5A，L正常发光， 此时电压表示数U1a＝2V，电源电压U＝UL+U1＝10V+2V＝12V； （3）只闭合开关S和S1，灯L与变阻器R1串联，P在a点，L正常发光时，电压表的示数最小U1a＝2V，电流表示数最大I＝0.5A，滑动变阻器的最小阻值R1a4Ω， P在b点，由图乙曲线知，电压表的示数最大U1b＝10V，电流表示数最小Ib＝0.25A， 变阻器阻值最大R1b40Ω， 故滑动变阻器R1的阻值变化范围为4～40Ω； （4）只闭合开关S和S2，R1与定值电阻R2串联，此时变阻器R1的两个下端接线柱均接入电路，R1此时相当于一个定值电阻，其接入电路的电阻R1b＝40Ω，电压表测量R1滑片P左侧部分两端的电压，由图乙直线知，P从a点滑动到最右端b点的过程中，电流表示数I＝0.25A不变，定值电阻R2两端的电压不变，其电功率不变。P在最右端b点，此时变阻器的阻值R1＝40Ω，Ub＝10V， 由串联电压规律可知，定值电阻R2两端的电压U2＝U﹣Ub＝12V﹣10V＝2V， 定值电阻R2的电功率P2＝U2I＝2V×0.25A＝0.5W， 因此，P在a点时，定值电阻R2的电功率也为0.5W。 29．冬天来临，爱好钻研、乐于实践的小聪同学对自己的小动物饲养箱进行了升级改造，以电压恒定的蓄电池为电源，加装了照明灯和电热系统，如图甲所示。电路图如图乙所示，L是阻值恒为60Ω的灯泡，R1是阻值为10Ω的发热电阻，R2为滑动变阻器，用来控制R1以调节箱内温度。已知单独闭合开关S1时，通过灯泡的电流为0.2A；单独闭合开关S2，且将R2的滑片P调到最右端时，R1两端的电压为4V。求： （1）电源电压； （2）单独闭合开关S2，且将R2的滑片P调到最右端时，通过R1的电流； （3）R2的最大阻值。 解：（1）单独闭合开关S1时，电路中只有灯泡接入电路， 则根据I可得电源电压：U＝ILRL＝0.2A×60Ω＝12V； （2）单独闭合开关S2，将滑片调到最右端时，R1与R2的最大阻值串联， 则通过R1的电流：I0.4A； （3）单独闭合开关S2，根据串联电路中电流处处相等可知通过R2的电流为0.4A， 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此时滑动变阻器两端电压： U2＝U﹣U1＝12V﹣4V＝8V， 根据I可得R2的最大阻值：R220Ω。 31．如图甲所示为小红设计的液体密度测量装置的电路图，其中电源电压恒定为18V，电流表所选量程为0～0.6A、开关S为单刀双掷开关，可分别与a、b接触，R1、R2均为定值电阻，其中R2＝20Ω，R为压敏电阻，R的阻值与它所受压力的关系如图乙所示。在R上水平放置一个质量不计的轻质柱形容器，容器容积为1000mL，每次小红都在容器中装满待测液体，根据电流表的示数便可计算出待测液体密度。已知当开关S1接a，容器中没有装液体时，电流表的示数为0.2A。已知水的密度为ρ水＝1×103kg/m3。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）当S1接a，容器装满水时，电路消耗的总功率； （3）在电路安全的前提下，本装置能测量的最大液体密度。（每次测量时都在容器中装满待测液体） 解：（1）当开关S1接a，R1和R串联接入电路，容器中没有装液体时，由乙图可知此时R＝80Ω，由欧姆定律可得电路总电阻R总90Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以R1的阻值：R1＝R总﹣R＝90Ω﹣80Ω＝10Ω； （2）当容器中装满水时，水的质量：m0＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3＝1kg， 水的重：G0＝m0g＝1kg×10N/kg＝10N， 轻质柱形容器重力不计，此时压敏电阻受到的压力：F＝G0＝10N， 由乙图可知压敏电阻的阻值R′＝30Ω，电路消耗的总功率：P8.1W； （3）电流表所选量程为0～0.6A，当通过电路的电流最大为0.6A时，电路总电阻最小，此时压敏电阻受到的压力最大，所测液体的密度最大， 此时电路的总电阻：R总大30Ω； 开关S1接a，压敏电阻的阻值：Ra＝R总大﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω 由图乙可知，压敏电阻受到的压力为12N，容器中液体的重力为Ga＝12N， 容器中液体的密度：ρa1.2×103kg/m3， 开关S1接b，压敏电阻的阻值：Rb＝R总大﹣R2＝30Ω﹣20Ω＝10Ω， 由图乙可知，压敏电阻受到的压力为14N，容器中液体的重力为Gb＝14N， 容器中液体的密度：ρb1.4×103kg/m3， 因为1.4×103kg/m3＞1.2×103kg/m3，所以本装置能测量的最大液体密度是1.4×103kg/m3。 1 学科网（北京）股份有限公司 $