2022年中考物理一轮复习能力提升练习：电路安全与极值问题

这是一份2022年中考物理一轮复习能力提升练习：电路安全与极值问题，共7页。试卷主要包含了如图所示电路，电源电压为3V等内容，欢迎下载使用。

1．如图所示，灯泡L1铭牌上标有“9V 4.5W”的字样（其阻值不变），电压表选用的是“0~15V”的量程，电流表均选“0~0.6A”的量程，电路总电压不变。当只闭合开关S1、S3，滑动变阻器的滑片P滑至最左端时，电流表A的示数为I1，电压表的示数为U1；当只断开开关S1，滑片P滑至最右端时，电流表A的示数为I2，电压表的示数为U2；当只闭合开关S1，滑片P仍在最右端时，电流表A1的示数为I3，电压表的示数为U3，电路消耗的总功率为1.8W。若I1∶I2=5∶3，U2∶U3=3∶5。则：
（1）求L1的阻值；
（2）求U1∶U2；
（3）求电源电压；
（4）在电路安全的情况下，求电路的最大功率。
2．如图所示电路，电源电压为3V。灯泡L1和L2分别标有“6V 3W”和“3V 6W”字样，滑动变阻器标有“3A 20”字样，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L1的电阻；
（2）若闭合所有开关，滑片P移至a端时，电流表的示数；
（3）通过调节开关状态和滑动变阻器的阻值，求该电路消耗功率的最大值与最小值之比为多少。
3．如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=30Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了24Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作5min消耗的电能；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的功率变化范围。
4．如图甲所示，是小一同学设计的一款称重仪，电源电压为4.5V保持不变，，电压表量程为0~3V，滑片P只能在长为30cm的粗细均匀的电阻丝上自由滑动，不计摩擦；阻值不计的金属弹簧伸长量与挂钩受到的拉力大小的关系如图乙所示，当挂钩上未挂物体时滑片P在的最上端；小一在挂钩处挂上一个置于水平地面上的重力为20N的物块M，闭合开关S，经过测算把电压表盘改装为重力显示表盘。求：
（1）当挂钩上未挂物体时，求电路中的电流；
（2）当电压表示数为1.5V时，求电阻的功率；
（3）当M被吊离地面时，电压表的示数为3V，在电路安全情况下要使称重仪达到最大称量，若只能更换，求的最小阻值。
5．在如图甲所示的电路中，电源电压U=6V保持不变，小灯泡L标有“6V 0.5A”字样，灯泡的电流与电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S2，断开S3，将R2的滑片置于距左端处。移动R1的滑片，当R1的滑片在最右端时，电压表V1的示数为2V；当闭合开关S3，断开S1、S2，在电路安全的前提下移动R2的滑片，当R2的滑片在距左端处时，电压表V2的示数为3V。电流表的量程为0~3A，电压表V1的量程为0~15V，电压表V2的量程为0~3V。
（1）求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）只闭合S3，为保证安全，求滑动变阻器的取值范围；
（3）所有开关可以任意闭合或断开，在保证电路安全且电路中有电流的情况下，求电路消耗的总功率的最大值和最小值。
6．如图所示电路中电源电压保持不变，灯泡标有“20V 40W”字样，灯丝电阻不随温度改变，R1阻值为20Ω，滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~24V。求：
（1）灯丝电阻RL；
（2）只闭合开关S、S1，电流表示数为1A，电源电压U是多少？
（3）只闭合开关S、S2，在电路安全的前提下，灯泡实际功率的取值范围是多少？
7．如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“10V 5W”（灯丝电阻不变）定值电阻R1阻值为10Ω，电压表量程0～15V，电流表量程0～0.6A，滑动变阻器R2标有“40Ω 0.5A”字样。当S闭合，单刀双掷开关S1接a，滑片置于某位置时，电压表示数为5V，电流表示数为0.4A。求：
（1）灯丝电阻和电源电压；
（2）在保证电路安全的前提下，且电路中有电阻或小灯泡工作时，整个电路总功率最小值；
（3）在保证电路安全的前提下，S1分别接a和b时，滑片从左端向右端滑动过程中，两次电路总功率最大值之比。
8．如图所示，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=20Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样，只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；同时闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数变为1.5A。求：
（1）电源电压为多少？
（2）定值电阻R2的阻值？
（3）只闭合开关S3，在电路安全情况下，当电路总功率最大时，滑动变阻器R3在20s内消耗的电能？
9．如图所示，电源电压为18V，小灯泡标有“6V 3.6W”字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），R1=30Ω，滑动变阻器R2的规格为“60Ω 1A”，电压表的量程为“0~15V”，电流表的量程为“0~0.6A”。求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）只闭合S1时，求小灯泡的实际功率；
（3）闭合S2、S3时，在保证各个电路元件安全的情况下，整个电路消耗电功率的变化范围。
10．如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，R1=20Ω，灯泡标有“8V 6.4W”的字样，滑动变阻器标有“2A”字样。只闭合S、S1时，电流表的示数为0.6A；闭合所有的开关，且滑动变阻器的滑片移到右端时，电流表的示数为1.05A。求：
（1）灯泡正常发光时的电流；
（2）电源电压；
（3）变阻器的最大阻值；
（4）若电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A，只闭合S、S2时，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最小功率。
11．如图甲所示，电源电压恒定，灯泡L的额定电压为6V，灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙所示。滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”，定值电阻R1为30Ω，电流表的量程为0~0.6A。当闭合开关S1、S3，断开开关S2时，R2的滑片P移至最左端，灯泡L正常发光。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻和电源电压；
（2）当开关S1、S2、S3均闭合时，滑动变阻器的滑片移到最右端时，整个电路100s内消耗的电能；
（3）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，在电路安全的情况下，求整个电路允许消耗的最大功率。
12．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，灯L上标有“4V 1.6W”字样（不计温度对电阻的影响）。只闭合开关S1､S3时，滑动变阻器R1的滑片从A端滑向B端的过程中，滑动变阻器R1的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求：
（1）求滑动变阻器的最大阻值；
（2）求电源电压和定值电阻器R2的阻值；
（3）只闭合开关S1､S2时，在保证电路安全的前提下，求滑动变阻器R1的功率范围。
参考答案
1．（1）18Ω；（2）5∶2；（3）9V；（4）5.4W
2．（1）；（2）2.25A；（3）24:1
3．（1）900J；（2）18V；（3）6.75W~43.2W
4．（1）0.15A；（2）0.15W；（3）45Ω
5．（1）12Ω；（2）0~7.5Ω；（3）5.4W，1.2W
6．（1）10Ω；（2）30V；（3）3.6W~10W
7．（1）；9V；（2）1.35W；（3）
8．（1）18V；（2）30Ω；（3）80J
9．（1）10Ω；（2）2.025W；（3）5.4W～10.8W
10．（1）0.8A；（2）18V；（3）120Ω；（4）5.4W
11．（1）12Ω， 6V；（2）192J；（3）3W
12．（1）50；（2）6V；10；（3）0.5~0.9W