中考物理总复习小专题十一电路安全问题习题

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中考物理总复习小专题十一电路安全问题习题

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 Ω ‎0.5 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 A B.灯泡消耗的最小功率为0.13 W C.电路消耗的最大电功率为2.8 W D.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 Ω ‎1 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R1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A1示数为‎0.5 A.求:‎ ‎(1)R2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   ‎0.5 A 0.6 1 IL 0.5   12 Ω ‎7 V-6 V 1 V ·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R2所在支路  ‎1 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)RL===48 Ω (2) 闭合S,断开S1、S2时,R1与L串联,灯L正常发光, U1=U总-UL=24 V-12 V=12 V I=IL额===‎0.25 A R1===48 Ω (3)当S、S1、S2都闭合时,R1、R2并联,U1=U2=U总=24 V I1===‎0.5 A I干max=‎3 A,I2 max=I干max-I1=‎3 A-‎0.5 A=‎2.5 A P2 max=UI2 max=24 V×‎2.5 A=60 W R2max=100 Ω时,P2 min===5.76 W R2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RL===10 Ω ∴通过小灯泡的电流IL===‎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UL′=3 V时,电路中电流最大,功率最大.则I最大===‎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UL=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:IL===‎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=可得,电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为:R总===36 Ω,RL===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-RL=36 Ω-24 Ω=12 Ω 当电压表的示数UR=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:UL′=U-UR=18 V-15 V=3 V 则电路中的最小电流:I小=== A 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R大===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R1和定值电阻R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R2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,R2的阻值:R2===12 Ω (2)此时通过滑动变阻器的电流:I1===‎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=I1+I2=‎0.6 A+‎0.5 A=‎1.1 A (3)电路消耗的最小总功率:Pmin=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′=I1′+I2=‎2 A+‎0.5 A=‎2.5 A电路消耗的最大总功率:Pmax=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.‎
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