2021年人教版九年级物理中考考点过关训练《电路中的极值和安全范围问题》（Word版附答案）

这是一份2021年人教版九年级物理中考考点过关训练《电路中的极值和安全范围问题》（Word版附答案），共17页。试卷主要包含了6 W，2 A～0，8 V等内容，欢迎下载使用。

A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6 A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9 W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19 V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6 W
2. (2020·金昌)如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3 Ω时，小灯泡正常发光。若已知滑动变阻器R的规格是“15 Ω 1 A”，灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”字样(不考虑灯泡电阻随温度的变化)，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V。要保证电路安全。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为2.5 V
B．电路消耗的最大功率3 W
C．小灯泡的最小功率为0
D．电流表的示数变化范围0.2 A～0.5 A
3. (2020·广元)如图所示电路中，电源电压U＝6 V不变，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，开关S闭合后，当滑片P在变阻器的a、b两端之间滑动的过程中，电流表的示数在1.2 A～0.4 A之间变化，则下列结论正确的是（ ）
A．R2＝10 Ω
B．R1的最大电阻为5 Ω
C．电压表的最大示数为4.8 V
D．电阻R2的电功率变化范围是0.8 W至7.2 W
4. (2020·毕节)如图所示电路中，电源电压为18 V且恒定不变，灯泡L标有“6 V 3 W”的字样，灯丝的电阻保持不变，滑动变阻器R铭牌上的规格是“100 Ω 1 A”，电流表所用量程为0～0.6 A，电压表所用量程为0～15 V。该电路工作时，要求各元件均安全。闭合开关，在滑动变阻器滑片P滑动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数变化范围是3 V～6 V
B．电流表的示数变化范围是0.25 A～0.6 A
C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是18 Ω～100 Ω
D．该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍
5. (2020·河池)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟，用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12 V 6 W”的红灯、“12 V 12 W”的绿灯及“24 Ω 2 A”的滑动变阻器等元件，设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为24 V
B．该电路最大工作电流是2 A
C．该电路最小电功率是3 W
D．该电路最大电功率与最小电功率之比为9∶2
6. (2020·南京)如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2 A和3 V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3 A和1.5 V。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为4.5 V
B．R2的最大阻值为20 Ω
C．电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3∶1
D．电流表示数为0.4 A时，R1与R2消耗的功率之比为1∶1
7. (2020·遂宁)如图甲是小明设计的自主探究实验电路，灯泡L在安全范围内的伏安特性曲线如图乙，电源电压恒为4.5 V，滑动变阻器R的最大阻值20 Ω，电流表量程0～0.6 A，电压表量程0～3 V。下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正确的是（ ）
A．变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮
B．交阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
C．为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在5 Ω～10 Ω之间调节
D．在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是0.9 W
8. (2020·泰州)如图甲所示电路，电源电压恒为6 V，滑动变阻器R的规格为“25 Ω 1 A”，电流表量程选择“0～0.6 A”，电压表量程选择“0～3 V”，小灯泡上标有“4.5 V 0.3 A”字样，其I－U图象如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（ ）
A．电路的最大功率是3.6 W
B．小灯泡的最小功率是0.75 W
C．电流表的最小示数是0.15 A
D．电流表的最大示数是0.4 A
9. (2020·威海)如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“6 V 1.2 W”，滑动变阻器R2规格为“30 Ω 1 A”，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～3 V”。闭合开关S1、S2，滑片P滑至a端，电流表示数为0.5 A，灯泡正常发光，则定值电阻R1为 Ω；闭合开关S1，保证电路安全，分析各种可能情况，整个电路的最小功率为 W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
10. (2020·镇江)如图所示，电源电压为6 V，R为“30 Ω 0.25 A”滑动变阻器，R1为“10 Ω 0.3 A”电阻，R2为“20 Ω 0.4 A”电阻，电压表量程为0～3 V。
①闭合S1和S2，断开S3时，调节R，使其接入电路的阻值为10 Ω，此时电路消耗的电功率为 W；
②断开S1，闭合S2、S3，调节R，使电压表的示数为1 V，则R接入电路的阻值为 Ω；
③闭合所有开关，在保证电路安全的前提下，电阻R2消耗的电功率范围为 。
11. (2020·长沙)实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡L标有“2.5 V 0.3 A”字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器R2的滑片置于最右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3 V，R1的功率为P1；只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3 A，R1的功率为P2；闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3 V和0.2 A，已知P1∶P2＝1∶4。
(1)灯泡L的额定功率为 W；
(2)滑动变阻器的最大阻值为 Ω；
(3)在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为 。
12. (2019·十堰)在如图电路中，电源电压不变，R2为滑动变阻器，只闭合开关S，且变阻器的滑片在b端时，额定功率为4 W的灯泡L正常发光，电流表的示数为0.5 A；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.4 A。只闭合S，变阻器滑片在b端和a端时，灯L消耗的功率之比为4∶1(灯泡的电阻不随温度变化)，求：
(1)电源电压；
(2)电阻R1的阻值；
(3)电路消耗的最大电功率；
(4)滑动变阻器R2的最大阻值。
13. (2019·安顺)如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4 V 1.6 W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω，定值电阻R2＝20 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。求：
(1)小灯泡正常工作时的电阻是多少？
(2)只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5 A时，R2消耗的电功率为1.25 W，此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？
(3)只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I－U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？

电路中的极值和安全范围问题
1. (2020·眉山)两个定值电阻，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，现把它们连入由一个开关和电源组成的电路，以下说法正确的是( D )
A．甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6 A
B．甲、乙并联时允许乙的最大功率为9 W
C．甲、乙串联时允许电源最大电压为19 V
D．甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6 W
2. (2020·金昌)如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合后，滑动变阻器R接入电路的电阻为3 Ω时，小灯泡正常发光。若已知滑动变阻器R的规格是“15 Ω 1 A”，灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”字样(不考虑灯泡电阻随温度的变化)，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V。要保证电路安全。下列说法正确的是( D )
A．电源电压为2.5 V
B．电路消耗的最大功率3 W
C．小灯泡的最小功率为0
D．电流表的示数变化范围0.2 A～0.5 A
3. (2020·广元)如图所示电路中，电源电压U＝6 V不变，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，开关S闭合后，当滑片P在变阻器的a、b两端之间滑动的过程中，电流表的示数在1.2 A～0.4 A之间变化，则下列结论正确的是( D )
A．R2＝10 Ω
B．R1的最大电阻为5 Ω
C．电压表的最大示数为4.8 V
D．电阻R2的电功率变化范围是0.8 W至7.2 W
4. (2020·毕节)如图所示电路中，电源电压为18 V且恒定不变，灯泡L标有“6 V 3 W”的字样，灯丝的电阻保持不变，滑动变阻器R铭牌上的规格是“100 Ω 1 A”，电流表所用量程为0～0.6 A，电压表所用量程为0～15 V。该电路工作时，要求各元件均安全。闭合开关，在滑动变阻器滑片P滑动过程中，下列判断正确的是( D )
A．电压表的示数变化范围是3 V～6 V
B．电流表的示数变化范围是0.25 A～0.6 A
C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是18 Ω～100 Ω
D．该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍
5. (2020·河池)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟，用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12 V 6 W”的红灯、“12 V 12 W”的绿灯及“24 Ω 2 A”的滑动变阻器等元件，设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为24 V
B．该电路最大工作电流是2 A
C．该电路最小电功率是3 W
D．该电路最大电功率与最小电功率之比为9∶2
6. (2020·南京)如图所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，R2的滑片P在某一端点时，两表的示数分别为0.2 A和3 V；移动滑片P到某位置的过程中，两表的示数分别变化了0.3 A和1.5 V。下列说法正确的是( D )
A．电源电压为4.5 V
B．R2的最大阻值为20 Ω
C．电路消耗的总功率最小时，R1与R2接入电路的阻值之比为3∶1
D．电流表示数为0.4 A时，R1与R2消耗的功率之比为1∶1
7. (2020·遂宁)如图甲是小明设计的自主探究实验电路，灯泡L在安全范围内的伏安特性曲线如图乙，电源电压恒为4.5 V，滑动变阻器R的最大阻值20 Ω，电流表量程0～0.6 A，电压表量程0～3 V。下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正确的是（ ）
A．变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮
B．交阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗
C．为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在5 Ω～10 Ω之间调节
D．在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是0.9 W
8. (2020·泰州)如图甲所示电路，电源电压恒为6 V，滑动变阻器R的规格为“25 Ω 1 A”，电流表量程选择“0～0.6 A”，电压表量程选择“0～3 V”，小灯泡上标有“4.5 V 0.3 A”字样，其I－U图象如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是( B )
A．电路的最大功率是3.6 W
B．小灯泡的最小功率是0.75 W
C．电流表的最小示数是0.15 A
D．电流表的最大示数是0.4 A
9. (2020·威海)如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“6 V 1.2 W”，滑动变阻器R2规格为“30 Ω 1 A”，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～3 V”。闭合开关S1、S2，滑片P滑至a端，电流表示数为0.5 A，灯泡正常发光，则定值电阻R1为__20__Ω；闭合开关S1，保证电路安全，分析各种可能情况，整个电路的最小功率为__0.9__W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。
10. (2020·镇江)如图所示，电源电压为6 V，R为“30 Ω 0.25 A”滑动变阻器，R1为“10 Ω 0.3 A”电阻，R2为“20 Ω 0.4 A”电阻，电压表量程为0～3 V。
①闭合S1和S2，断开S3时，调节R，使其接入电路的阻值为10 Ω，此时电路消耗的电功率为__1.2__W；
②断开S1，闭合S2、S3，调节R，使电压表的示数为1 V，则R接入电路的阻值为__6__Ω；
③闭合所有开关，在保证电路安全的前提下，电阻R2消耗的电功率范围为__0.45__W～1.25__W__。
11. (2020·长沙)实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡L标有“2.5 V 0.3 A”字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器R2的滑片置于最右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3 V，R1的功率为P1；只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3 A，R1的功率为P2；闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3 V和0.2 A，已知P1∶P2＝1∶4。
(1)灯泡L的额定功率为__0.75__W；
(2)滑动变阻器的最大阻值为__20__Ω；
(3)在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为__1∶20__。
12. (2019·十堰)在如图电路中，电源电压不变，R2为滑动变阻器，只闭合开关S，且变阻器的滑片在b端时，额定功率为4 W的灯泡L正常发光，电流表的示数为0.5 A；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.4 A。只闭合S，变阻器滑片在b端和a端时，灯L消耗的功率之比为4∶1(灯泡的电阻不随温度变化)，求：
(1)电源电压；
(2)电阻R1的阻值；
(3)电路消耗的最大电功率；
(4)滑动变阻器R2的最大阻值。
解：(1)当只闭合开关S，且变阻器的滑片在b端时，电路中只有灯泡L，且灯L恰好正常发光，根据P＝UI得
电源电压U＝UL＝eq \f(P额,IL)＝eq \f(4 W,0.5 A)＝8 V
(2)再闭合开关S1，灯泡L与R2并联
则通过R1的电流IR＝ΔI＝0.4 A
R1＝eq \f(U,IR)＝eq \f(8 V,0.4 A)＝20 Ω
(3)根据P＝eq \f(U2,R)可知，当电路中的电阻最小时，电路消耗的电功率最大，所以当变阻器滑片在b端时，电路消耗的电功率最大
P最大＝P1＋PL＝eq \f(U2,R1)＋4 W＝eq \f(（8 V）2,20 Ω)＋4 W＝7.2 W
(4)因为P＝I2R，当滑片分别在b端和a端时，灯L消耗的电功率之比为Pb∶Pa＝Ieq \\al(2,b)RL∶Ieq \\al(2,a)RL＝4∶1，则灯L两端电流之比为Ib∶Ia＝2∶1
因为Ib＝0.5 A，所以Ia＝0.25 A
电路中的总电阻R总＝eq \f(U,Ia)＝eq \f(8 V,0.25 A)＝32 Ω
灯L的电阻RL＝eq \f(U,IL)＝eq \f(8 V,0.5 A)＝16 Ω
滑动变阻器R2的最大阻值R2最大＝R总－RL＝16 Ω
13. (2019·安顺)如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4 V 1.6 W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω，定值电阻R2＝20 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。求：
(1)小灯泡正常工作时的电阻是多少？
(2)只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5 A时，R2消耗的电功率为1.25 W，此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少？
(3)只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I－U图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？

解：(1)∵P＝eq \f(U2,R)，∴R＝eq \f(U2,P)＝eq \f(（4 V）2,1.6 W)＝10 Ω
(2)闭合开关S、S2和S3时，等效电路图如右图所示：
P2＝Ieq \\al(2,2)R2
I2＝eq \r(\f(P2,R2))＝eq \r(\f(1.25 W,20 Ω))
＝0.25 A
I1＝I－I2＝0.5 A－0.25 A＝0.25 A
又U1＝U2＝I2R2＝0.25 A×20 Ω＝5 V
R1＝eq \f(U1,I1)＝eq \f(5 V,0.25 A)＝20 Ω
(3)只闭合开关S和S1时，等效电路图如右图所示：
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.4 A，电流表的量程为0～0.6 A，所以，电路中的最大电流I大＝0.4 A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小
∴R总＝eq \f(U,I大)＝eq \f(5 V,0.4 A)＝12.5 Ω
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值
Rmin＝R总－RL＝12.5 Ω－10 Ω＝2.5 Ω
当电压表的示数U1大＝3 V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，所以，灯泡两端的电压
UL′＝U－U1大＝5 V－3 V＝2 V
由图象可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I小＝0.25 A
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值
R1大＝eq \f(U1大,I小)＝eq \f(3 V,0.25 A)＝12 Ω
所以，滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5～12 Ω