1、 求解最值及其范围的物理问题训练题（含答案与解析）求解最值及其范围的物理问题训练题（含答案与解析） 1.如图所示，滑动变阻器 R1、R2的规格都为“10 2A”灯泡 L 标有“3.0V 3.0W”的字样（不考虑灯丝电 阻的变化） 当两个滑动变阻器的滑片 P 都在最左端时， 闭合开关 S， 调节滑动变阻器 R2的滑片至某位置时， 灯泡恰好正常发光，此时电流表的示数为 1.6A，求： （1）电源的电压。 （2）此时滑动变阻器 R2接入电路的阻值。 （3）此电路在安全工作的前提下，计算电路消耗的总电功率范围（结果保留小数点后两位） 。 答案： （1）电源的电压为 6V； （2）此时滑动变阻器 R2接
2、入电路的阻值为 3； （3）此电路在安全工作的前提下，电路消耗的总电功率范围 6.37W18.00W。 和两滑动变阻器允许通过的最大电流，根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流，根据 P=UI 求出此时 电路的最大总功率，然后得出答案。 由电路图可知，灯泡 L 与 R2串联后再与 R1并联，电流表测干路电流。 （1）由 P=UI 可得，灯泡正常发光时 L 支路的电流： IL=1A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过 R1的电流： I1=IIL=1.6A1A=0.6A， （3）灯泡的电阻：RL=3， 当两滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小， 因串联电路中总电
3、阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，电路中的总电阻： R=， 电路的最小总功率：P小=6.37W； 因灯泡正常发光时的电流为 1A，两滑动变阻器允许通过的最大电流为 2A， 所以，干路的最大电流 I大=3A，此时电路的总功率最大，则 P大=UI大=6V3A=18.00W， 所以，电路消耗的总电功率范围为 6.37W18.00W。 2在探究凸透镜成像规律的实验中，实验数据如下： 实验次数 物距 u 像距 v 像高 h 像的大小 物像之间距离 L （厘米） （厘米） （厘米） （厘米） 1 48 9.6 0.6 缩小的像 57.6 2 28 11.2 1.2 3
4、9.2 3 16 14.4 2.4 32.4 4 13 20.8 4.8 放大的像 33.8 5 12 24 6.0 36.2 6 10 40 12 50 分析实验序号1、 2、 3或4、 5、 6像距v和像高h随物距u的变化关系， 可得出初步结论： 。 分析比较实验序号 16 中物像距离 L 随物距 u 的变化，可得出初步结论： 。 如果物像距离 L=35 厘米，则像高 h 的范围为 。 3.如图杠杆（自重和摩擦不计） ，O 是支点，A 处挂一重为 50N 的物体，为保证杠杆在水平位置平衡，在中 点 B 处沿 （选填“F1”、“F2”或“F3”）方向施加的力最小，为 N。 答案：F2；100
5、。 解析：题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键。 以支点到力的作用点的距离当成力臂时是最大的力臂。 为使拉力最小，动力臂要最长，拉力 F 的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上（F2） ，动力臂为 OB 最长，杠 杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件： F2OB=GOA，由于 OA 是 OB 的二倍，所以：F=2G=100N。 4.如图所示的电路，电源电压 U=4.5V 且保持不变，R1=5，R2标有“50 0.5A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为 00.6A，电压表的量程为 03V，则： （1）在接入电路之前，滑动变阻器 R2两端允许加载的最大电
6、压是多少？ （2）电路的最大总功率为多少？ （3）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的？ 答案： （1）在接入电路之前，滑动变阻器 R2两端允许加载的最大电压是 25V； （2）电路的最大总功率为 2.25W； （3）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是 410。 I=U3/R1=1.5V/5=0.3A； 滑动变阻器接入电路的电阻最大为 R大= U大/ I=3V/0.3A=10 5.如图所示，定值电阻 R0=10，滑动变阻器 R 的最大阻值为 20，灯泡 L 上标有“3V 0.6W”的字样，忽 略灯丝电阻的变化。只闭合开关 S、S1，并把 R 的滑片移到最
7、右端，电流表的示数为 0.1A，下列说法正确的 是（ ） A电源电压为 3V B此电路的最小功率为 0.3W C此电路的最大功率为 1.5W D通过灯泡 L 的最大电流为 0.2A 答案：ABC 解析：本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，要注意灯泡正常发光时的电压 和额定电压相等。 （1）只闭合开关 S、S1，R 的滑片移到最右端，R0与滑动变阻器串联，R 的滑片移到最右端连入电路的电阻 灯泡两端的电压 UL=U=3V，与额定电压 3V 相等，则灯泡正常发光； 由 P=UI 可得通过灯泡的最大电流为： IL=0.2A，故 D 错误； PL=P额=0.6W， 所以最大总功
8、率 P最大=P0+PL=0.9W+0.6W=1.5W；故 C 正确； （3）由于 RL=15R0=10；根据电阻的串并联特点可知： 当灯泡与滑动变阻器 R 的最大值串联时电路中的总电阻最大，电流最小，则总功率最小； 为：P最小=0.3W；故 B 正确； 6如图所示，电源电压恒为 3V，灯泡 L 标有“3V 1.5W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响） ，滑动变阻器 R 最大阻值为 30，电压表量程“03V”，电流表量程为“00.6A”。在电路安全的情况下，下列判断 正确的是（ ） A灯泡 L 正常发光时的电阻为 10 B只闭合开关 S，滑动变阻器的取值范围只能是 010 C只闭合开关 S，该电路
9、的最大功率是 2.5W D将滑片 P 移到 R 的最左端，闭合开关 S、S1，电流表示数为 0.6A 答案：D 解析： D.将滑片 P 移到 R 的最左端，闭合开关 S、S1，滑动变阻器 R 与灯泡 L 并联，电压表测导线两端的电压，电 流表测干路中的电流， 因灯泡两端的电压仍然为 3V，则通过小灯泡的电流：IL=0.5A； 通过滑动变阻器的电流：IR=U/R=3V/30=0.1A， 则电流表的示数：I=IL+IR=0.5A+0.1A=0.6A，故 D 正确。 7.如图所示的电路，电源电压恒为 9V，电压表量程为 06V，滑动变阻器 R 的规格为 30 1A”，灯泡 L 标有“6V 3W“字样
10、。闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 移动时，要求两电表示数均不超 过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，在全部满足以上条件的情况下，电流 表的量程应选 最恰当 （选填“00.6A”或“03A“） ， 滑动变阻器接人电路中的最小阻值应为 ； 电路中电流的最小值应为 A。 答案：00.6A；6；0.25。 （1）由 P=UI 可得，灯泡的额定电流： IL=0.5A， 因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为 1A， 所以，电路中的最大电流 I大=IL=0.5A，则电流表的量程为 00.6A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最 小， 由 I=U/R 可得，灯泡的电阻和电路的最小总电阻分别为： RL=12，R总小=18， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
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