2022年中考物理总复习专题系列滑动变阻器取值范围类

这是一份2022年中考物理总复习专题系列滑动变阻器取值范围类，共20页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。

2021-2022学年度人教版物理中考总复习专题系列
滑动变阻器取值范围类
一、计算题
1．现有一个可调电压电源，两盏小灯泡A、B，规格分别为：A灯“9V 7.2W”、B灯“9V 9W”，两盏小灯泡的电流电压关系如图甲所示，在保证电路安全的情况下，进行以下实验：
（1）若将A、B两盏小灯泡并联接在可调电压电源两端，电源电压调节为9V，求：工作1min，两盏小灯泡消耗的总电能；
（2）若将A、B两盏小灯泡串联接在该电源两端，调节电源电压，使其中一盏灯正常发光，求此时另一盏灯的实际电功率；
（3）若将电路元件按如图乙所示连接，电源电压调节为22V，滑动变阻器R铭牌上标有“50Ω2A”的字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，当滑动变阻器滑片P在某个点，电压表读数为7.5V，求：将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围。













2．如图甲所示的电路中，电源电压为18V恒定不变，灯泡L的额定电压为6V，其I﹣U图像如图乙所示；电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A；求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；
（2）开关S、S2闭合，S1断开，当电压表示数为10V时，电阻R1的电功率；
（3）开关S、S1闭合，S2断开，为保护电路安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围。




















3．如图所示电路，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V，1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω，1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常工作时的电阻；
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，变阻器R2滑片处于最右端时：电流表示数为多大？电路总功率为多大？
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。

















4．如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为 且P1：P1'=16：25。
（1）求小灯泡L正常发光时的阻值；
（2）求电源电压；
（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。
















5．如图所不电路，电器两端电压保持不交。小灯泡标有“6V 3W”字样，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，只闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，从B端向左滑至某一位置时，小灯泡正常发光，两次电压表V1示数变化了8V。电压表V2指针指在同一位置，电流表示数变化了0.4A；（电表表盘如下图所示，调节过程中电压表量程可能更换，灯丝电阻不随温度改变）求∶
（1）小灯泡正常发光时的电流；
（2）电阻的R1阻值；
（3）闭合开关S、S1，断开S2，各电表量程均可以更换，移动滑动变阻器滑片，在各电表及元件安全条件下，滑动变阻器的取值最大范围为多少。


















6．如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V，1.6W”字样，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端时，电流表示数为0.45A时，R2消耗的电功率为1.25W。求：
(1)电源电压；
(2)滑动变阻器R1的最大阻值；
(3)只闭合开关S和S1，在保持各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许接入电路的取值范围是多少？


















7．如图甲所示的电路，电源电压为4.5V保持不变。小灯泡L标有“2.5V0.25A”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2＝30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：

（1）小灯泡正常工作时，电阻多大？
（2）小灯泡的额定功率多大？
（3）只闭合开关S、S2和S3， 将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数多大？
（4）只闭合开关S、S1， 移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少？



















8．现有一个可调电压电源，一个滑动变阻器R（铭牌上标有“50Ω 2A”的字样），一个电压表，A、B、C三盏小灯泡规格分别为：A灯“6V 3W”、B灯“6V 4.8W”、C灯“6V 6W”，三盏小灯泡的电流电压关系如图甲所示，即三个灯的电阻随实际功率变化而变化．在保证电路安全的情况下，进行以下实验

（1）若将A、B、C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两端，电源电压调节为6V，求经过2.5min，三盏小灯泡消耗的总电能为多少J
（2）若将A、B、C三盏小灯泡串联接在可调电压电源两端，调节电源电压，使A灯正常发光，求此时C灯的实际电功率
（3）若将电路元件按如图乙所示连接，电源电压调节为20V，当滑动变阻器滑片在某个点时，电压表读数为15V，求将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围
















9．如图甲所示的电路，电源电压保持不变．小灯泡L标有“4V，1.6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2=20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．请画出该题的各个等效电路图．求：

（1）小灯泡正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0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W．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？



















10．如图所示，电源的电压为12V，且保持不变，R0为“100Ω 0.5A”的滑动变阻器，R2=10Ω．cd和ef为两对接线柱，另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上．当闭合S、S1．断开S2，滑动变阻器的滑片P置于最左端a时，滑动变阻器消耗的功率为1W；当闭合S、S2，断开S1，滑片P置于中点时，滑动变阻器消耗的功率为2W．

（1）通过计算确定电阻R1及导线的位置并求出R1的阻值；
（2）闭合S、S2，断开S1，使R2消耗的功率不小于0.9W，且保持电路安全工作，求滑动变阻器接入电路的阻值范围．






























参考答案
1．（1）972J；（2）4.8W；（3）29~20Ω
【详解】
解：（1）将A、B两盏小灯泡并联接在可调电压电源两端，电源电压调节为9V时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率与额定功率相等，所以，电路的总功率为

由可得，经过1min两盏小灯泡消耗的总电能为

（2）由可得，两灯泡正常发光时的电流分别为
，
因串联电路中各处的电流相等，因为A灯电流小于B灯，如果有一个正常发光，防止另一个损坏， A、B两盏小灯泡串联接在可调电压电源两端时，电路中的电流，即A灯可以正常发光，由图甲可知，B灯泡两端的电压为UB′=6V，此时B的电功率为

（3）由图乙可知，A、B两灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测A、B两灯的总电压，由图甲知只有两灯电流同为时，A、B两灯两端电压分别为4.5V和3V，即

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压为

滑动变阻器接入电路中的最大阻值为

为了保证电路的安全，电路的最大电流为I最大=0.6A，此时UA″=6V、UB″=4V，此时滑动变阻器两端的电压为

滑动变阻器接入电路中的最小阻值为

所以，将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围为29~20Ω。
答：（1）工作1min，两盏小灯泡消耗的总电能为972J；
（2）此时另一盏灯的实际电功率为4.8W；
（3）滑动变阻器阻值变化范围为29 ~20Ω。
2．（1）12Ω；（2）3.2W；（3）24Ω～37.5Ω
【详解】
解：（1）灯泡的额定电压为6V，由图乙可知灯泡的额定电流为0.5A，灯泡的电阻
RL＝＝12Ω
（2）当闭合开关S、S2，断开S1时，R1与变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，当电压表示数为10V时，由串联电路的特点可得R1两端的电压
U1＝U﹣U2＝18V﹣10V＝8V
电阻R1的电功率
P1＝＝3.2W
（3）开关S、S1闭合，S2断开时，灯泡L与R2串联，为保证电路安全，灯泡L正常发光时电路中电流最大，变阻器R2连入电路的阻值最小，所以，灯泡L正常发光时电路中的最大电流为
I最大＝I额＝0.5A
灯泡两端的电压为
UL＝U额＝6V
由串联电路的特点可得变阻器R2两端的电压
U2最小＝U﹣UL＝18V﹣6V＝12V
R2连入电路的最小阻值为
R2最小＝＝24Ω
由于电压表量程为0～15V，当电压表的示数最大为15V时变阻器R2连入电路的阻值最大，由串联电路的特点可得灯泡L两端的电压
UL最小＝U﹣U2最大＝18V﹣15V＝3V
由图像可知此时通过灯泡的电流为
IL′＝0.4A
则电路中的最小电流
I最小＝IL′＝0.4A
此时变阻器连入电路的最大阻值为
R2最大＝＝37.5Ω＜50Ω
所以，变阻器的取值范围为24Ω～37.5Ω
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为12Ω；
（2）开关S、S2闭合，S1断开，当电压表示数为10V时，电阻R1的电功率为3.2W；
（3）开关S、S1闭合，S2断开，为保护电路安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围为24Ω～37.5Ω。
3．（1）6Ω；（2）0.75A，3.375W；（3）3Ω~12Ω
【详解】
解：（1）根据得，灯泡正常工作时电阻

（2）当开关 S、S1、S2闭合，S3断开时，灯泡 L被短路，定值电阻 R1与滑动变阻器R2并联，当滑片处于最右端时,滑动变阻器R2的阻值最大为15Ω，此时通过 R1的电流

通过滑动变阻器R2的电流

电路中的总电流，即电流表示数为
I=I1+I2=0.45A+0.3A=0.75A
此时电路总功率
P总=UI=4.5V×0.75A=3.375W
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，R1断路，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端电压，灯泡的额定电流

因为灯泡额定电流I额=0.5A，电流表量程为 0~3A，滑动变阻器标有“15Ω 1A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为
I最大=I额=0.5A
此时滑动变阻器 R2阻值最小，则电路最小总电阻

滑动变阻器R2最小阻值
R2最小=R最小-RL=9Ω-6Ω=3Ω
因为电压表量程为 0~3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为 U2=3V 时，此时滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流

滑动变阻器R2最大阻值

综上所述滑动变阻器R2的取值范围为 3Ω～12Ω。
答：（1）灯泡正常工作时电阻为6Ω；
（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电流表示数为0.75A，电路总功率为3.375W；
（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围为 3Ω~12Ω。
4．（1）；（2）；（3）
【详解】
解： （1）小灯泡L正常发光时的阻值

（2）只闭合S1时，灯泡与电阻R1串联，电流表的示数为I=0.2A，此时电源电压U
①
变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，R1与滑动变阻器并联

化简得

代入①解得：

（3）所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，滑动变阻器的阻值

若只闭合S2，灯泡与电阻滑动变阻器串联，串联且电压表的量程为0～3V，当滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流最小，此时小灯泡两端的电压为2V，由图乙可知，电路中的电流为0.24A，滑动变阻器接入电路的电阻最大，

电路中的最大安全电流为0.25A，滑动变阻器接入电路的最小电阻

答：（1）小灯泡L正常发光时的阻值为；
（2）电源电压为；
（3）若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。
5．（1）0.5A；（2）；（3）
【详解】
解：（1）根据小灯泡标有“6V 3W”字样，可知小灯泡正常发光时的电流为

灯泡电阻为

（2）只闭合开关S，两电阻与灯泡串联，电压表V1测量电阻R1与灯泡两端总电压，电压表V2测量电阻R2两端电压，滑动变阻器滑片从B端向左滑时电路总电阻变小，电流变大，小灯泡正常发光时电路电流为额定值，两次电压表V1示数变化了8V，电流表示数变化了0.4A，则

则电阻的R1阻值为

根据串联分压，电压表V2指针指在同一位置，实际上要减小，可知前后分别接入大量程与小量程，示数分别为10V与2V，则电源电压为

则电阻R2的阻值为

（3）闭合开关S、S1，断开S2，灯泡短路，两电阻串联，电压表V1测量电阻R1两端电压，电压表V2测量电阻R2两端电压；各电表量程均可以更换，当电流表、电压表选择最大量程时，电压表量程大于电源电压，此时电阻R2可以接入最大阻值即100W；由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，此时电路中的总电阻为

则变阻器接入的最小电阻为

即滑动变阻器的取值最大范围为。
答：（1）小灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）电阻的R1阻值为；
（3）滑动变阻器的取值最大范围为。
6．(1) 5V；(2) 25Ω；(3) 2.5Ω～12Ω
【详解】
(1)只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端时，灯泡被短路，此时滑动变阻器R1的最大阻值和R2并联，电流表测总电流，即I总＝0.45A；
因并联电路各支路两端的电压相等且等于电源电压，
所以根据可得电源电压

(2)此时通过R2的电流

由并联电路电流的规律可得，通过滑动变阻器R1的电流

由欧姆定律，可得滑动变阻器R1的最大阻值

(3)只闭合开关S和S1，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，根据可得，灯正常工作时的电流

灯泡正常工作时的电阻

电流表量程为0～0.6A，灯正常工作时的电流为0.4A，根据串联电路电流的规律，电路中的最大电流为I最大＝0.4A，此时灯正常发光，此时连入电路中的阻值最小；
由串联电路的特点和欧姆定律可得，滑动变阻器R1的最小阻值

因电压表的量程为0～3V，由串联分压的规律可知，电压表的示数最大为U滑大＝3V时，变阻器连入电路中的电阻最大，因串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和，灯泡两端的最小电压

由图乙可知，此时通过灯的电流为电路中的最小电流，则

由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻

故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω～12Ω。
答：(1)电源电压5V；
(2)滑动变阻器R1的最大阻值25Ω；
(3)只闭合开关S和S1，在保持各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许接入电路的取值范围是2.5Ω～12Ω。
7．（1）10Ω；（2）0.625W；（3）0.45A；（4）8～15Ω。
【解析】
【详解】
(1)由小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样知，由知，小灯泡正常发光时的电阻：；
(2)小灯泡的额定功率是：PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W；
(3)只闭合开关S、S2和S3,分析电路的连接,L短路,电阻R1与R2并联，
并联的总电阻,R并=，
电路的电流为：由；
(4)只闭合开关S、S1,灯泡L与R1串联,R2不接入电路,移动变阻器的滑片P,向左移动时,R1变大,电压表的示数也变大,当电压表示数为3V时,R1最大,则R1的电压U1大=3V,此时小灯泡两端的电压为：U′L=U−U1大=4.5V−3V=1.5V，
由图乙可知电路中最小电流：I最小=0.2A，
所以R1连入电路的电阻：，
当滑片向右移动时,R1变小,电流表的示数变大,UL也变大，由图象可知电路中的最大电流：
I最大=0.25A<0.6A(电流表安全)，由图象可知,此时U′L=2.5V，R1两端的电压为：U′1=U−U′L=4.5V−2.5V=2V，R1连入电路的电阻：，所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是8∼15Ω。
8．（1）2070J；（2）1W；（3）30Ω～12.5Ω．
【分析】
（1）将A、B、C并联接在6V电源两端时，两灯泡两端的电压和额定电压相等，两灯泡都正常发光，先求出总功率，利用求出2.5min内电路消耗的电能；
（2）将A、B、C串联接在某电源两端，使A灯恰好正常发光，根据图象读出通过A灯的电流即为电路中的电流，再根据图象读出C灯两端的电压，根据欧姆定律求出此时C灯的实际功率；
（3）图乙中B、C两灯以及滑动变阻器串联，当电压表为15V时，B、C两灯的总电压为
，从图象中找出BC电压之和为5V时的电流，根据欧姆定律算出滑动变阻器的最大电阻；向左滑动的过程，电阻减小，电流增大，但最大不能超过B或C灯的额定电流，根据图象判断出BC的电压，根据串联电路电压的规律算出滑动变阻器的电压，根据欧姆定律算出最小电阻．
【详解】
（1）由题知，3个灯泡的额定电压均为6V，将A、B、C并联接在6V电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，所以，电路的总功率： ，
由 可得，2.5min内电路消耗的电能：；
（2）将A、B、C串联接在某电源两端，因串联电路中各处的电流相等，且使A灯恰好正常发光，即，所以，由图象可知，电路中的电流 ，此时C灯泡两端的电压，则C灯的实际电功率： ．
（3）图乙中，B、C两灯以及滑动变阻器串联，
当电压表为15V时，B、C两灯的总电压为 ，
由图象知当电流为0.5A时，B灯泡的电压为3V，C灯泡的电压为2V，即 ，根据串联电路电流处处相等可知，
滑动变阻器允许接入的最大电阻：；
向左滑动的过程，变阻器接入的阻值减小，电流增大，但最大不能超过B或C灯的额定电流，
根据图象甲知，灯泡B的额定电流为0.8A，C灯的额定电流为1A，
故电路中的最大电流不能超过0.8A，此时B灯的电压为6V，C灯的电压为4V，
则滑动变阻器的电压为： ；
滑动变阻器的最小电阻：．
所以，滑动变阻器阻值的变化范围为30Ω～12.5Ω．
【点睛】
题考查了串联、并联电路的特点、欧姆定律和电功率的计算，解题的关键是根据串联和并联电路特点从图象中获取有用的信息．
9．（1）10Ω；（2）20Ω；（3）2.5Ω～12Ω
【详解】
（1）小灯泡正常发光时两端的电压UL=4V，由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.4A，由I=U/R可得，小灯泡正工作时的电阻：
RL=UL/IL=4V/0.4A=10Ω；
（2）闭合开关S、S2和S3时，等效电路图如下图所示：

因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由P=U2/R可得，电源的电压：U=5V，由I=U/R可得，电路中的总电阻：
R=U/I=5V/0.5A=10Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，解得：R2=20Ω；
（3）只闭合开关S和S1时，等效电路图下图所示：

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0.4A，电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流I大=0.4A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的总电阻：
R′=U/I大=5V/0.4A=12.5Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R1小=R′﹣RL=12.5Ω﹣10Ω=2.5Ω，
当电压表的示数U1大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压：
UL′=U﹣U1大=5V﹣3V=2V，
由图像可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I小=0.25A，则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R1大=U1大/I小=3V/0.25A=12Ω，
所以，滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω～12Ω．

10．（1）电阻R1在ef处，导线在cd处，R1的阻值为20Ω；
（2）保持电路安全工作，滑动变阻器接入电路的阻值范围为14Ω～30Ω．
【解析】
试题分析：（1）假设R1接在ef处，滑动变阻器的滑片P置于最左端a时，
滑动变阻器消耗的功率．所以导线接在该处，R1接在cd处．
电路中的电流，
电路中的总电阻，
R1的阻值．
（2）当R2消耗的功率为0.9W时，电路中的电流，
电路中的总电阻，
滑动变阻器接入电路中的阻值．
要使R2消耗的功率不小于0.9W，滑动变阻器接入电路的电阻应小于30Ω．
为保证滑动变阻器安全，电路中的电流应小于0.5A．
当电流为0.5A时，电路中的总电阻是，
滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器接入电路的阻值范围是14Ω~30Ω．
考点：欧姆定律 电功率