第12.4讲 串并联电路中功率范围专题-2023年中考物理一轮命题点详解复习课件

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命题点1变阻器类型范围问题
命题点3开关滑变组合类型范围问题
题1.（2022无锡校考）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（　　）①电源电压为4V②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1∶1
解：灯泡两端的电压越大电流越大，故①是灯泡的I-U图像；②图像电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，且电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压；
命题点1：变阻器类型范围问题
解：利用电源电压不变，列式UL+U2+IR1=UL′+U2′+I′R1；即0.5V+3.5V+0.1A×R1=2.5V+0.75V+0.25A×R1；解得R1=5Ω，U=4.5V，故①错误；滑片于最右端的时候，R1电压U1=IR1=0.1A×5Ω=0.5V；则定值电阻R1与灯泡L的电功率之比P1:PL=R1:RL=5Ω:5Ω=1:1，故②正确；
题1.（2022无锡校考）电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（　　）③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J④实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3~35ΩA．只有①② B．只有②④ C．只有②③④D．只有①②④
解：小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量Q1=I′2R1t=(0.25A)2×5Ω×60s=18.75J，故③错误；滑片处于最右端时，Rmax=3.5V/0.1A=35Ω；当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小，Rmin=0.75V/0.25A=3Ω；变阻器阻值范围为3~35Ω，故④正确；故选B。
题2.（多选·2022天津校考）如图甲所示的电路中，电源电压为12V且保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片置于中点c时，R1消耗的功率为P1；当滑片移至b端时，R1消耗的功率为P2，滑片移动过程中电流表与电压表的示数变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）A．Uc=4V B．Ib=0.25AC．R1的阻值为20Ω D．P1:P2=4:3
解：R1与R2串联，当滑片移至b端时，R2接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大U2＝6V，电流表的示数最小，此时R1两端的电压U1＝U-U2＝12V-6V＝6V；由串联分压得：R1:R2=U1:U2=6V:6V=1:1，即R1=R2；当滑片在c点时，R1=2Rc，根据串联分压，则R1:RC=U1/:UC=(U-UC):UC=2:1；解得Uc=4V ，故A正确；
题2.（多选·2022天津校考）如图甲所示的电路中，电源电压为12V且保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片置于中点c时，R1消耗的功率为P1；当滑片移至b端时，R1消耗的功率为P2，滑片移动过程中电流表与电压表的示数变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）A．Uc=4V B．Ib=0.25AC．R1的阻值为20Ω D．P1:P2=4:3
解：由图乙可知，Uc=4V，Ic=0.4A ，根据欧姆定律可得：Rc=Uc/Ic=10Ω；故R1=R2=2Rc=20Ω，故C正确；因电源的电压不变，由P1＝I2R1可得，前后两次R1消耗的功率之比P1:P2=(I1:I2)2，I1:I2=R总2:R总1=(R1+R2)/(R1+R2/2)=40Ω/30Ω=4:3，故P1:P2=(I1:I2)2=16:9；故D错误。
题3.（多选·2022泸州校考）某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为6V，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，灯泡L标有“3V 0.9W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在实验中为了保证所有元件的安全，下列判断正确的是（　　）A．该电路中，变阻器R接入电路的阻值变化范围为0Ω～20ΩC．该电路中，电流表示数的变化范围为0.2A～0.3A
解：灯泡正常发光时的电流IL=PL/UL=0.9W/3V=0.3A，RL=UL/IL=3V/0.3A=10Ω；R最小时，电流变大，Imax=0.3A，R总min=U/IL=6V/0.3A=20Ω，Rmin=R总-RL=10Ω；R最小时，电流表和电压表都变小，电路安全，故Rmax=20Ω，此时Imin=U/R总max=0.2A；滑动变阻器的电阻允许调节的范围是10Ω~20Ω，故A错误；由前述得，电流变化范围为0.2A~0.3A，故C正确；
题3.（多选·2022泸州校考）某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为6V，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，灯泡L标有“3V 0.9W”字样（忽略灯丝电阻变化）。在实验中为了保证所有元件的安全，下列判断正确的是（　　 ）B．该电路消耗的总功率的变化范围为1.2W～3.6WD．该电路中，电灯消耗功率的变化范围为0.4W～0.9W
解：由于电流变化范围为0.2A~0.3A，再由P=UI得，电路总功率变化范围应为1.2W~1.8W，B错误；灯泡功率PL=I2RL可求出，PLmin=Imin2RL=(0.2A)2×10Ω=0.4W；PLmax=Imax2RL=(0.3A)2×10Ω=0.9W；故D正确。
题4.（2022河北）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。（1）求R0的阻值；（2）求滑动变阻器的最大阻值；（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1:P2。
解：(1)R0=U0/I0=3.6V/0.36A=10Ω；(2)滑动变阻器R接入一半时，R两端的电压为UR=U-U0=18V-3.6V=14.4V；此时变阻器接入电路的阻值为R=UR/I0=14.4V/0.36A=40Ω；故滑动变阻器的最大阻值为R总=2R=2×40Ω=80Ω；
题4.（2022河北）如图所示，电源电压为18V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中点时，电流表的示数为0.36A，电压表的示数为3.6V。（3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为P1；将电压表改接在R两端，电路消耗的最小功率为P2。求P1:P2。
解：(3)电路中的最大电流为0.6A，此时R0电压U0大=I大R0=0.6A×10Ω=6V