关于中考物理中“直流电路安全及保护”问题的思考

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直流系统安全运行常识范文

直流系统安全运行常识范文

直流系统安全运行常识范文直流系统是一种电力传输和分配的常用方式。

作为一种直流电的传输方式,直流系统具有一些特殊的安全运行要求。

本文将介绍一些直流系统安全运行的常识。

一、电器设备的选择与安装1. 选择合适的电器设备:在直流系统中,电器设备的选择非常重要。

应该选择适用于直流电的设备,避免使用交流电设备。

同时,应该选择质量可靠,符合国家标准的电器设备。

2. 合理设置电器设备的安装位置:在安装电器设备时,应该根据设备的工作要求和安全要求,合理设置设备的安装位置。

避免将设备暴露在高温、潮湿、粉尘多等环境中。

3. 保证设备的良好接地:直流系统中,良好的接地是保证系统安全运行的重要措施之一。

在安装电器设备时,应该确保设备的良好接地,减少漏电和设备故障的风险。

二、电缆的选择与敷设1. 选择合适的电缆:在直流系统中,电缆是传输电能的关键组成部分。

应该选择适用于直流电的电缆,并根据实际情况选择合适的截面积和材质的电缆。

2. 合理敷设电缆:在敷设电缆时,应该遵循规范要求,保证电缆的安全性。

应该避免电缆过长,避免与其他设备或管道交叉敷设,避免受到机械挤压和外力损伤。

3. 定期检查电缆的绝缘性能:在直流系统中,电缆的绝缘性能是关键的安全因素之一。

应该定期检查电缆的绝缘性能,及时更换老化或损坏的电缆,确保系统的安全运行。

三、维护与检修1. 定期维护设备:直流系统的设备应该定期进行维护和检修。

包括清洁设备、紧固螺丝、检查连接线路等工作。

通过及时发现和处理潜在问题,确保设备的正常运行。

2. 做好设备的绝缘检测:直流系统中,绝缘问题是一种常见的安全隐患。

应该定期进行绝缘检测,发现绝缘状况不良的设备,并及时处理,确保设备的安全运行。

3. 准备备件和应急方案:在直流系统的安全运行中,备件和应急方案的准备是非常重要的。

应该根据实际情况准备必要的备件,并制定相应的应急方案,以保障系统在出现故障或意外情况时的安全运行。

四、安全培训与意识提升1. 提高员工的安全意识:直流系统的安全运行需要所有员工的共同努力。

初中九年级(初三)物理安全用电常识反思

初中九年级(初三)物理安全用电常识反思

安全用电常识反思生活用电常识这节课是学生在学习完电学之后对电学知识的具体的应用,是对“生活——物理——社会”很好的落实。

因此,在授课过程中要让学生了解生活用电的一些常识,具备安全用电的常识,有安全用电的意识。

整节课涉及到的内容很多。

可以分为如下部分组成:家庭电路的组成、火线与零线、三脚插头和漏电保护器、两种类型的触电、触电的急救等部分组成,其中家庭电路的组成、两种类型的触电、触电的急救是本课的重点,难点是三脚插头和漏电保护器。

本节课的成功之处:1、充分利用图片及生活中场景,激发学生学习兴趣。

在新课开始时,利用图片引入新课,激发了学生的求知欲,为顺利学习新课打下了良好的基础。

在讲解两种类型的触电时,采用图片动画,变教师的讲解为直观的视频,既培养了学生的学习兴趣,又加深了学生对知识的掌握。

2、充分利用观察法获得感性材料和知识。

通过学生在日常生活中的观察,学生获得了大量的感性材料和知识,为顺利完成本课教学打下了良好的基础。

教学中再对一些电器的作用或内部结构加以介绍,展示或讨论,学生便能轻松的掌握知识。

3、将理论知识与实践相结合,提高了学生理解和动手能力。

在讲解试电笔的使用时,让学生到黑板前动手操作并给其他的学生讲解,提高了学生的动手能力和语言组织能力,并为学生了解生活用电打下了良好的基础。

但本节课还是存在许多不足之处:由于设计知识点较多,上课时时间分配不合理,讲课利用的时间较多,练习时间较少。

没有对学生进行课堂检测,不了解学生对知识的掌握情况。

在今后的教学中,要注意时间分配,安排好教学内容,提高课堂的教学效率。

其次,上课的节奏还是快了些,学生没有动脑思考的时间。

再者,有些知识点理解不正确。

比如说像“火线有电,零线没电”的这种说法不正确。

还有在讲课过程中没有想到家庭电路中使用的是交流电路,这是这节课最大的失误。

这节课总体来说不是很好,以后还需再接再厉!第1页共1页。

论初中物理电路的经典问题分析

论初中物理电路的经典问题分析

论初中物理电路的经典问题分析摘要:对现阶段初中同学物理电路知识学习及电路问题解答实际情况进行了解,不难发现大多数同学都被电路中最值问题难倒,进而影响自己的物理成绩。

本文着重分析和探讨如何有效地解决初中物理中电路的问题。

关键词:初中物理电路初中物理课程中,电路是重点内容,更是中考必考的内容之一,所以同学应当正确认识到电路知识学习的重要性,准确理解并且扎实掌握电路知识,使之在日常解决电路问题的过程当中,有效的运用电路知识来分析问题,明确解题思路,准确而快速的解决电路问题。

相对来说,电路的问题的解答是比较有难度,同学应当掌握电路问题解决的正确做法,在此基础上有技巧的分析有关电路最值问题,进而探寻最佳的解题方法,来有效的解决该问题获得较高的物理成绩。

由此看来,要想真正学好物理这门学科,不仅要有效学习电路知识,还要能够系统的掌握电路问题的解决方法。

一、电路学习的困难之处很多同学反映对电路知识学习比较困难,尤其是在解决电路问题的过程当中不能有效的运用电路知识来分析问题、明确思路,有效的解决该问题,进而导致同学的物理成绩难有质的飞跃。

究其原因分析,同学学习电路知识困难与以下几方面有直接的关系,即:1.电路知识比较抽象。

对于初中同学来说,物理教材之中所涉及的电路知识,无论是概念还是原理都比较抽象,同学难以产生直观的感受,通过自身的理解而扎实的掌握电路知识。

此种情况下,常出现的现象就是同学不能准确的理解电路中所涉及的各种概念及原理等,导致同学将不同的概念或者原理混淆,在具体解答电路问题的过程中造成错误的运用电路知识解题相应的解题。

2.缺乏科学的学习方法。

很多初中生在学习电路知识的过程当中,采用死记硬背的方式记忆概念、原理公式等,而没有准确的理解所学知识,相应的同学势必难以准确的运用电路知识解答不同的习题,提高自身的物理知识水平。

其实,要想学好物理电路知识,需要同学掌握适合的、科学的学习方法,才能够有效的学习物理电路知识,最终达到融汇贯通的状态。

[全]中考物理高频考点详解:电路安全问题

[全]中考物理高频考点详解:电路安全问题

中考物理高频考点详解:电路安全问题考点扫描☆名师点拨一、考点解析中学物理电学内容中还涉及到电路安全问题,如用电器的额定值问题、元件接入电路安全问题、安全用电问题。

中考中,电路安全问题占有一定比例,出现频率较高。

电路安全试题主要以选择题、填空题出现。

电路安全考题多以选择题形式出现,尤其是多选题,具有一定难度。

解答时需要照顾到电路中各个元件都要在额定值范围内工作。

在分析问题时常常会因为需要考虑的因素过多而出现选择题漏选的问题,导致答案不准确。

一、电路安全的含义1.测量仪表安全问题:电压表、电流表在使用中,被测值不能超过仪表的量程。

2.滑动变阻器:通过滑动变阻器的电流不能超过其允许通过的最大电流。

3.额定值:所有用电器工作时,其电压和通过的电流不能超过其额定值。

二、解题思路1.串联电路中,取单个元件的正常电流的电流最小值作为电路最大电流。

2.并联电路中,取单个元件的正常电压的电压最小值作为电路最大电压。

1.测量仪表的安全问题常用测量仪表有电流表、电压表和电能表。

电流表在使用时必须与被测电路或元件相串联,电压表使用时必须和被测元件并联,这是测量仪表安全的首要问题。

其次是测量仪表的量程问题,电路中的电流和电压不能超过仪表的量程,否则会烧坏仪表或者损坏仪表,使其不能正常工作,也无法进行测量。

2.额定值问题额定电压、额定电流和额定功率是电器设备常见的额定值,它表示用电器正常工作时所需的电压和通过的电流。

用电器如果实际电压比额定电压高,就会烧坏电器,如果低很多,用电器就不能正常工作,有时还会损坏用电器。

二、考点复习1.欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。

2.公式:,其中:U为电源电压,I为通过导体的电流R为导体的电阻。

注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。

欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。

3.额定电压:用电器正常工作时所需的电压,叫做额定电压。

直流电路实验安全注意事项

直流电路实验安全注意事项

直流电路实验安全注意事项直流电路实验是电子学学习中的基础实验之一,为了确保实验过程的安全以及确保实验结果的准确性,我们需要注意以下几个方面的事项。

一、实验环境准备在进行直流电路实验之前,我们需要确保实验室环境安全整洁。

清理实验台面,清除多余杂物,确保实验台面干燥,并保持整洁。

确保实验过程中没有易燃的物质,以防发生火灾。

二、个人安全措施1.1着装:穿着合适的实验服和封闭鞋,避免露出皮肤避免触电或溅溶液。

1.2眼睛保护:戴上合适的护目镜,即使是小型电路的实验也要为眼睛提供最大程度的安全保护。

1.3绝缘手套:对于高压电路实验,应佩戴绝缘手套,以防触电。

1.4使用工具:使用绝缘柄工具进行电连接和调整,以降低触电风险。

三、电源安全2.1 外接电源:在进行直流电路实验时,要确保使用的电源符合安全规范,并且连接正确。

2.2 工作范围选择:在连接电源之前,要确认所需的电压和电流范围,并选择合适的电源。

四、元件选择与连接3.1电阻器:在连接电阻器时,应确认电阻值和功率是否符合实验要求。

避免过载和过热,以免影响实验结果或损坏元件。

3.2电容器:在实验中使用电容器时,应注意两极性,正确连接正负极,并确保电容器电压不超过其额定电压,以防止电容器破裂。

3.3二极管:连接二极管时,应确认极性连接正确,避免反向击穿和损坏。

3.4开关:使用开关时,应谨慎操作,并确保其良好连接,以避免产生火花或电弧。

五、实验仪器使用4.1万用表使用:在进行电压和电流测量时,正确选择量程,并将测试引线正确连接到被测元件的两端。

4.2示波器使用:在进行波形观测时,应正确连接示波器探针,并设置合适的量程和触发模式。

4.3实验台面布局:将实验仪器和元件适当地布置在实验台面上,避免仪器之间的干扰和短路。

六、操作步骤和实验注意事项5.1操作步骤:按照实验指导书的要求,严格按照步骤进行实验,避免不必要的误操作。

5.2电路连接:在连接电路时,应检查电路布局和连线,确保连接正确、牢固、无短路等问题。

深究电力通信直流电源保护

深究电力通信直流电源保护

深究电力通信直流电源保护随着电力通信技术的发展,直流电源在电力通信系统中得到了广泛的应用。

然而,由于直流电源的性质以及复杂的环境条件,其稳定性和安全性成为了保护直流电源必须深入探究和研究的重要问题。

保护直流电源的目的是确保直流电源能够安全、稳定和可靠的工作。

下面我们将分别从环境保护、电路保护和设备保护三个方面来进行深入探究。

一、环境保护直流电源的使用环境是多变的,如震动、温度、湿度等,这些环境因素都会影响直流电源的稳定性和寿命。

因此,在保护直流电源时需要注意以下几个方面:1. 防震保护震动是影响直流电源正常工作和寿命的主要因素之一。

为了降低直流电源受到的震动影响,可以在电路设计中增加防震措施,如增加机箱厚度和增加支撑脚的数量和距离等。

2. 温度保护过高或过低的温度都会对直流电源产生影响。

为了保护直流电源,可以采用密封式机箱或制冷系统来进行温度控制。

3. 湿度保护湿度会对直流电源的电路产生影响,特别是在高湿度条件下,会导致电路中的密封性组件腐蚀、电路板老化等问题。

为了保护直流电源,可以在制造过程中使用特殊材料和密封性较强的设计来减少湿度对电路的影响。

二、电路保护直流电源电路失效是导致直流电源损坏的主要原因之一。

为了防止电路失效,可以采用以下几种措施:1. 过电流保护过电流保护可以有效避免直流电源电路出现过载情况,如电路中的保险丝或熔断器就是过电流保护设备之一。

2. 过压保护过压保护可以避免直流电源在过高的电压下工作,如采用电压限制器或过压保护电路等。

3. 过温保护过温保护可以避免直流电源在过高的温度下工作,如在电路中增加温度保护组件,当电路温度超过一定范围时就会自动断电。

4. 短路保护短路保护可以避免电路中的短路故障对直流电源的损坏,如采用短路保护器或短路保护电路等。

三、设备保护直流电源的设备保护主要是对直流电源的电子元器件进行保护,以保证直流电源的正常工作。

以下是一些设备保护常见措施:1. 温度控制温度控制可以避免电子元器件因温度过高而失效。

初中物理安全用电知识讲解的一点体会.doc

初中物理安全用电知识讲解的一点体会.doc

初中物理安全用电知识讲解的一点体会安全用电在初中新课标中分散讲解,让学生在每次接收到用电知识时都明确地获得一定的安全用电的理论知识和实验。

虽然目标是家庭用电安全,但是在当今社会生活和生产实际中是学生课本知识应用的广阔天地,而同样在家庭生活,农村地区的家庭情况要比城市复杂得多。

一个家庭不仅是一个生活单位同时也是一个生产单位。

作为农村的物理教师有必要给学生多讲解一些符合农村实际生活、生产方面的安全用电知识。

一、用电线路老化问题近几年来,不少发达国家的很多城市发生过大面积断电等事故。

如英国的伦敦曾经多次发生;美国的纽约也发生过几次。

我国部分城市的部分区域也曾有发生。

尤其一些改造过用途的老房子用作歌舞厅、网吧等已经发生过多次了。

这些事故除造成直接经济损失外还造成大量的生产和居民生活的困难。

事故主要就是电路老化、用电量增加造成的。

线路的老化有几个方面的潜在危险,一是对接触者放电造成人和动物触电。

例如,我村的一个家用电焊机的电缆老化,造成使用者触电身亡。

二是造成连线(短路),引起火灾,这方面我国的许多城市和农村都曾发生过多次了,已经引起了多方面的注意,从理论上讲线路老化初中学生还不容易知道,但是只要给学生讲了,初中学生完全能够在实际中注意、去应用的。

农村的许多家庭用电线路多年不更换,极易造成人身触电和火灾事故的发生,所以这点讲给农村学生是很有必要的。

二、用电线路结构家庭用电线路的结构也很有必要讲解的详细一点,在农村很多家庭线路并不是专业电工给设计安装的,更没有物业给你维修,房子是自己设计、建造、装修的,当然用电线路的工作也是自己的事了。

在这该方面,特别注意的有两个:一个是线材的选择,根据农村社会目前发展的的情况,至少得选择6平方毫米以上(铜线)的主线进家庭(我们这里家庭以内的线路靠自己,电力部门不管,出了事故电力部门也不负责),第二是绝对不要铝线和铜线直接连接。

铝线和铜线是两种不同的金属,在它们相互接触时会发生电化反应,接触间隙填充的反应物导电能力很低,在正常用电时接触间隙会产生火花放电,极易引起事故。

中考重点直流电路的分析与应用

中考重点直流电路的分析与应用

中考重点直流电路的分析与应用直流电路是电流方向连续不变的电路,是电学中的重要概念。

在中考中,直流电路是一个高频的考点,学生需要了解直流电路的性质、分析方法和应用。

本文将从基本概念、分析方法和应用三个方面介绍中考重点直流电路的分析与应用。

一、基本概念直流电路由电源、导线和电阻器组成。

电源提供电流,导线传输电流,电阻器用于控制电流大小。

在直流电路中,电流从正极流向负极,由此形成闭合回路。

根据欧姆定律,电流等于电压与电阻的比值,即I = U/R,其中I为电流,U为电压,R为电阻。

这是直流电路分析的重要基本概念。

二、分析方法1.串联电阻的分析串联电阻是指多个电阻器依次连接的情况,电流依次经过每个电阻器。

在串联电阻中,总电流等于分路电流之和,总电压等于分压之和。

根据这一原理,可以利用串联电阻的特性来计算总电流和总电压。

2.并联电阻的分析并联电阻是指多个电阻器同时连接的情况,电流在每个电阻器上是相等的,总电流等于各个电阻器上的电流之和。

总电阻等于每个电阻器电阻的倒数之和的倒数。

根据这一原理,可以利用并联电阻的特性来计算总电流和总电阻。

3.电路图的简化对于复杂的直流电路,可以通过简化电路图来进行分析。

利用串联电阻和并联电阻的等效电阻原理,可以将复杂的直流电路简化为一个等效电路,从而便于分析。

三、应用1.电路图的绘制在中考中,常常会给出一些简单的电路图,要求学生根据所给的电路图判断电阻之间的关系,或者根据电路图绘制等效电路图。

学生需要掌握电路图的基本符号和表示方法,以及电路图与真实电路之间的对应关系。

2.电阻的计算在直流电路中,常常需要计算电阻的数值。

根据欧姆定律,可以通过测量电流和电压来计算电阻。

在中考中,学生需要掌握通过电流和电压计算电阻的方法,并能够在解题中灵活运用。

3.功率的计算功率是指单位时间内消耗或产生的能量。

在直流电路中,功率等于电压乘以电流,即P = UI。

学生需要了解功率的概念和计算方法,并能够在解题中应用。

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关于中考物理中“直流电路安全及保护”问题的思考
作者:吴云飞
来源:《中学课程辅导·教师教育(上、下)》2017年第05期
摘要:全国中考物理试题中常会涉及到直流电路安全及保护问题。

本文作者根据自己的教学经验,以不同的例题分析并演示了如何保护电流表、用电器和电压表的安全等题目。

关键词:直流电路;电流表;用电器;电压表
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)05-040-2
在近几年全国中考物理试题中,经常会涉及到直流电路安全及保护问题,这其中主要包括:用电器、滑动变阻器、电流表、电压表的安全及保护,因为每个电路元件都有它工作的限制条件,超出其条件工作,那么电路元件就会“不安全”,所以电路中通过各元件的电流不能超过其额定值,它两端的电压也不能超过其额定值。

如标有“12V6W”灯泡,它两端的实际电压不能超过“12V”,滑动变阻器上标有“50Ω15A”的字样,通过它的电流也不得超过15A,还有电路中使用的电流表、电压表都不能超过其所给的“量程”,这些主要体现在“过流保护”、“过压保护”上,若违反这些原则,则它们可能会被烧坏,从而影响电路的正常工作,导致整个电路“罢工”。

因此保证各电路元件的安全,要应该对电路设计有一定的限制,许多九年级学生在解答这类问题时往往顾此失彼,错误率较高,既是九年级物理的教学难点,也是中考物理的一块难啃的“硬骨头”,因此只有综合运用串并联电路的基本特点、欧姆定律,既要考虑用电器、滑动变阻器的安全,又要考虑电表的安全,才能正确解答“直流电路安全及保护”的问题,故在具体计算中需要围绕电路不能正常工作的原因进行必要的讨论,解题时,不要因为考虑不周而出现解题错误。

多年来一直从事九年级毕业班的物理教学,通过在以往的教学实践中的积累与整理,我认为在中考物理中反映“直流电路安全及保护”的问题主要表现有以下几类:
一、考虑保护电流表的安全
例题1:如图所示R1是最大阻值为100Ω的滑动变阻器,电流表A1的量程是0~0.6A,电流表A的量程是0~3A,电阻R2=72Ω,电源电压恒定为18V,闭合电路后,为了保证两表都能正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻范围有多大?
解析:由电路图可知,滑动变阻器R1与电阻R2是并联的,其中A1是测R1支路的电流I1,A是测干路电流I,因此,在滑动变阻器变化的过程中,由并联电路各支路独立工作互不影响可知通过R2的电流I2不变,即I2=U/R2=18V/7.2Ω=2.5A,
因此通过滑动变阻器的电流最大为:I1=3A-2.5A=05A,此时I1
说明:这里我们不能将两个电流表隔离开来讨论,更不能误认为只要两个电流表的最大电流分别为各自的最大值,电流表就是安全的,因而错误的认为A1表中的最大电流I1为
0.6A,从而滑动变阻器的最小值R1=U/I1=18V/0.6A=30Ω,本题考察了并联电路的特点和欧姆定律,会确定通过变阻器的最大电流是解本题的关键。

二、考虑保护用电器的安全
例题2:有两个定值电阻,它们分别标有“2A 10Ω“和“1A 5Ω”字样,
(1)若将他们串联起来使用,则电路两端允许加的最大电压为______ V;
(2)若将它们并联起来使用,则通过干路的最大电流为为_____ A。

分析:串联电路电路处处相等,为了不损坏电阻,比较两电阻允许通过的最大电流,选其中额定电流较小的电流,即电路中的电流最多等于两电阻中的最小值才行,然后根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出允许加在电路两端的最大电压。

解析:(1)因为串联电路中中电流处处相等,所以将两只电阻串联时,电路中的最大电流I=1A,而串联电路中总电阻等于各部分电阻之和,所以由I=U/R可知,允许加在电路两端的最大电压:U=I(R1+R2)=1A×(10Ω+5Ω)=15V。

(2)两只电阻两端允许的最大电压分别为它们的额定电压:
U1=I1R1=2A×10Ω=20V。

U2=I2R2=1A×5Ω=5V。

因为两电阻并联时它们的电压是一样的,所以将两只电阻并联时,电路两端允许所加的最大电压U′=5V,此时R2支路的电流I2=1A,通过R1支路的电流I1′=U′/R1=5V/10Ω=0.5A
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过干路的最大电流:
I′=I1′+I2=0.5A+1A=1.5A。

说明:本题考察了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是知道串联时允许通过的最大电流为两个电阻允许通过最大电流中最小的一个,两只电阻并联时电路两端的最大电压为两电阻允许所加最大电压中最小的一个,进而总结出串联时考虑到额定电流小的用电器,并联时考虑到额定电压小的用电器即可。

本题不能简单的认为因为两个电阻串联,电路两端允许加的最大电压就等于两个电阻的额定电压直接相加,两个电阻并联,通过干路的最大电流就等于两个电阻的额定电流直接相加。

另外本题还可以变化为两电阻并联,求电源的总电压。

三、同时考虑保护电流表和电压表的安全
例题3:在图所示的电路中,电阻R1=30Ω,滑动变阻器R2标有“100Ω 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。

闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时,电压表的示数为9V,电流表的示数为0.5A。

求:
(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(2)电源电压;
(3)为了保证两个电表都能正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。

解析:R2=U2/I=9V/0.5A=18Ω
(2)U1=IR1=0.5A×30Ω=15V
U=U1+U2=15V+9V=24V
(3)对于电压表而言,因为电压表测量的是滑动变阻器的电压,
且当U2最大=15V时,U1′=U-U2最大=24V-15V=9V
I′=U1′/R1=9V/30Ω=0.3A
R′2最大=U2最大/I′=15V/0.3A=50Ω
对于电流表而言,因为电流表测量整个电路的电流,
当I″=0.6A时,U1″=I″R1″=0.6A×30Ω=18V
U2最小=U-U1″=24V-18V=6V
R2最小=U2最小/I″=6V/0.6A=10Ω
∴滑动变阻器的阻值范围为10Ω~50Ω
说明:在我们具体解题时,一方面要考虑电流表安全工作时滑动变阻器的滑动范围,另一方面还要考虑电压表安全工作时滑动变阻器的滑动范围,尤其要引起我们注意的是,一定要分析清楚所求得的电阻值是该种情况下的最大值还是最小值。

最后结合两种情况下的电阻值得到一个正确的取值范围。

四、考虑保护多种电路元件的工作安全
例题4:如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器的R2规格为“20Ω 1A”。

闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,求:
①求电流表示数允许的变化范围?
②求电阻R1消耗功率允许的变化范围?
③求滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围?
④电路消耗总功率允许的变化范围?
解析:首先按常规可知允许通过电流表的最大电流为0.6A,允许通过R1的最大电流是0.5A,允许通过滑动变阻器的最大电流是1A,所以为了安全起见,故电路中的电流不能超过0.5A,
但是当I=0.5A时,I=U/(R1+R2)
即:0.5A=6V/(R2+10Ω)
解得:R2=2Ω
如果R2
U′=IR1=0.5A×10Ω=5V>3V
所以,最大电流不能为0.5A,而应该保证电压表示数最大为3V,此时:
I最大=3V/10Ω=0.3A
R2两端的电压也是3V,所以,电阻也是10Ω。

即滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围是:10~20Ω
当电压最大时为3V,R1的功率:P1=U2/R1=(3V)2/10Ω=0.9W
当电流最小时,滑片P应该放在最左端:I最小=I′=6V/(10Ω+20Ω)=0.2A
故R1的功率:P′=I′2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W
所以,R1功率范围是:0.4~0.9W。

整个电路消耗总功率P最小=U I最小=6V×0.2A=1.2W
整个电路消耗总功率P最大=U I最大=6V×0.3A=1.8W
∴电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~1.8W
说明:本题经过分析有四个电路元件需要保护,环环相扣,若切入点不适宜,找不准,将会发现几个问题会前后牵制,互相矛盾,故最有效的思路是先能找出电路中允许通过的最大电流和最小电流,围绕最大电流和最小电流再去展开考虑其它要解决的问题,将会使问题简化,迎刃而解。

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