中考物理总复习小专题(十一)电路安全问题习题.doc

小专题(十一) 电路安全问题类型1串联电路如图所示，电源电压恒为7 V，电压表量程为0～3 V，电流表量程为0～0.6 A，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，灯泡标有“6 V 3 W”字样．闭合开关，若两电表示数均不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定电压，不考虑灯丝电阻变化，电压表示数变化范围为________；滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为________；电流表示数变化范围为________．【拓展训练1】如图所示，电源电压保持6 V不变，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，定值电阻R1的规格为“10 Ω0.5 A”，滑动变阻器R2的规格为“20 Ω 1 A”．闭合开关，为了保证电路安全，在滑动变阻器滑片移动过程中，滑动变阻器R2允许接入电路阻值的变化范围为________，电阻R1消耗的最大电功率为________W.拓展训练1图拓展训练2图【拓展训练2】(2018·威海)如图所示，R1的阻值为5 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为40 Ω，电源电压保持4.5 V不变，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～3 V”．为保证电路安全，R2接入电路中的最小阻值为________Ω，R1消耗的最小功率为________W.类型2并联电路如图所示，电源电压为12 V，定值电阻R1为12 Ω，滑动变阻器R2标有“50 Ω 1 A”字样，电流表A1量程为0～3 A，A2量程为0～0.6 A．当滑动变阻器的滑片在中点时，通过滑动变阻器的电流为________A；在滑片移动过程中，电路的最大功率为________W.【拓展训练1】如图所示，变阻器R标有“20 Ω 1.5 A”字样，灯L标有“6 V 3 W”的字样，当只闭合S1时，灯L正常发光，再闭合S2，变阻器滑片向右滑动的过程中，电压表示数________，电流表示数________(填“变大”“变小”或“不变”)；保持S1、S2闭合，如果电流表所接量程是0～3 A，电压表所接量程是0～15 V，则电路消耗的总功率变化范围是________．【拓展训练2】(2018·荆州)如图，已知电源电压为24 V，R2上标有“100 Ω 3 A”的字样，灯泡上标有“12 V 3 W”的字样，电流表A1的量程为0～0.6 A，电流表A的量程为0～3 A.(1)求灯泡正常工作时的电阻；(2)当闭合S，断开S1，S2时，灯泡正常工作，求R1的电阻；(3)当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器，求R2的电功率变化范围．1．(2018·岳阳)如图，电源电压恒为4.5 V，电流表的量程为“0～0.6 A”，电压表的量程为“0～3 V”，灯泡上标有“2.5 V 1.25 W”字样(不考虑灯丝电阻变化)，滑动变阻器R的规格为“20 Ω 1 A”．闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中()A．电流表的示数最大为0.6 AB．灯泡消耗的最小功率为0.13 WC．电路消耗的最大电功率为2.8 WD．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 Ω第1题图第2题图2．(2018·泸州)如图所示的电路，电源电压恒为9 V，电压表量程为0～6 V，滑动变阻器R的规格为“30 Ω1 A”，灯泡L标有“6 V 3 W”字样．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，在满足以上条件的情况下，电流表的量程应选________(填“0～0.6 A”或“0～3 A”)最恰当，滑动变阻器接入电路中的最小阻值应为________Ω；电路中电流的最小值应为________A.3．(2018·自贡)如图所示的电路中，电源电压为6 V并保持不变，电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，灯泡标有“5 V 2.5 W”字样．闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的位置，这时通过灯泡的电流为多少？若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，则该电路能消耗的最大功率为多少？(不考虑灯丝电阻的变化)4．(2018·遂宁改编)如图所示电路，电源电压18 V 恒定不变，小灯泡上标有“12 V ”的字样，滑动变阻器的规格为“200 Ω 1 A ”，电流表量程为“0～0.6 A ”，电压表量程为“0～15 V ”．调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L 恰好正常发光，此时电流2 s 内对小灯泡L 做功12 J ，不考虑温度对电阻的影响．求：(1)小灯泡L 正常发光时的电流；(2)滑动变阻器接入电路的阻值在什么范围时才能保证电路的安全．5．如图所示，电源电压为6 V ，滑动变阻器R 1标有“10 Ω 2 A ”的字样，当滑动变阻器滑片P 在最右端时，闭合开关S ，电流表A 1示数为0.5 A ．求：(1)R 2的阻值；(2)此时电流表A 的示数；(3)若在电路安全工作的前提下，移动滑动变阻器滑片P ，电路消耗的总功率范围．答案例1 1～3 V 2～9 Ω 0.3～0.5 思路点拨P L U L 3 W 6 V 0.5 A 0.6 1 I L 0.5 U 2L P L （6 V ）23 W12 Ω 7 V －6 V 1 VUR L ＋R 滑·R 滑拓展训练1 10～20 Ω 0.9 拓展训练2 2.5 0.45 例2 0.48 19.2 思路点拨干路电流 滑动变阻器R 2所在支路12 V12 Ω1 A 0.6 A 1.6 A 拓展训练1 不变 变小 4.8～12 W拓展训练2 (1)R L ＝U 2额P 额＝（12 V ）23 W＝48 Ω (2) 闭合S ，断开S 1、S 2时，R 1与L 串联，灯L 正常发光， U 1＝U总－U L ＝24 V －12 V ＝12 V I ＝I L 额＝P 额U 额＝3 W 12 V ＝0.25 A R 1＝U 1I ＝12 V 0.25 A＝48 Ω (3)当S 、S 1、S 2都闭合时，R 1、R 2并联，U 1＝U 2＝U 总＝24 V I 1＝U 1R 1＝24 V48 Ω＝0.5 A I 干max ＝3 A ，I 2 max ＝I 干max －I 1＝3 A －0.5 A ＝2.5 A P 2 max ＝UI 2max ＝24 V ×2.5 A ＝60 W R 2max ＝100 Ω时，P 2 min ＝U 22R 2max ＝（24 V ）2100 Ω＝5.76 W R 2的电功率范围为5.76～60 W 专题精练1．D 2.0～0.6 A 6 0.25 3.滑动变阻器的滑片移到最左端，其阻值最大，即R ＝20 Ω，且R 与L 串联又∵小灯泡的电阻为R L ＝U 2LP L ＝（5 V ）22.5 W ＝10 Ω ∴通过小灯泡的电流I L ＝U R ＋R L ＝ 6 V 20 Ω＋10 Ω＝0.2 A 又由P ＝UI知，欲使电路消耗的总功率最大，电流应该尽量大，当小灯泡两端电压达到电压表量程，即U L ′＝3 V 时，电路中电流最大，功率最大．则I 最大＝U L ′R L ＝ 3 V10 Ω＝0.3 A P 总＝UI 最大＝6 V ×0.3 A ＝1.8 W 4.由电路图可知，灯泡L 与滑动变阻器R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流 (1)灯泡正常发光的电压U L ＝12 V ，t ＝2 s 时电流对小灯泡做的功W L ＝12 J ，由W ＝UIt 可得，小灯泡L 正常发光时的电流：I L ＝W L U L t ＝12 J 12 V ×2 s＝0.5 A (2)因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6 A ，变阻器允许通过的最大电流为1 A ，所以，电路中的最大电流I 大＝0.5 A ，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小．由I ＝UR可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为：R 总＝U I 大＝18 V 0.5 A ＝36 Ω，R L ＝U L I L ＝12 V 0.5 A＝24 Ω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：R 小＝R 总－R L ＝36 Ω－24 Ω＝12 Ω 当电压表的示数U R ＝15 V 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，此时灯泡两端的电压：U L ′＝U －U R ＝18 V －15 V ＝3 V 则电路中的最小电流：I 小＝U L ′R L ＝3 V 24 Ω＝18A 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R 大＝U R I 小＝15 V 18A ＝120 Ω 则滑动变阻器接入电路的阻值在12～120 Ω的范围时才能保证电路的安全．5．由电路图可知，滑动变阻器R 1和定值电阻R 2并联，电流表A 测干路电流，电流表A 1测R 2支路的电流．(1)∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴根据欧姆定律可得，R 2的阻值：R 2＝U I 2＝ 6 V0.5 A ＝12 Ω (2)此时通过滑动变阻器的电流：I 1＝U R 1＝6 V10 Ω＝0.6 A ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴此时电流表A 的示数为：I＝I 1＋I 2＝0.6 A ＋0.5 A ＝1.1 A (3)电路消耗的最小总功率：P min ＝UI ＝6 V ×1.1 A ＝6.6 W 由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流为2 A ，则干路中的最大电流：I ′＝I 1′＋I 2＝2 A ＋0.5 A ＝2.5 A 电路消耗的最大总功率：P max ＝UI ′＝6 V ×2.5 A ＝15 W ∴在电路安全工作的前提下，移动滑动变阻器滑片P ，电路消耗的总功率范围为6.6～15 W.。