(通用版)中考物理总复习小专题11《电路安全问题》习题卷 (含答案)

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】　(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】　(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．(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．(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．(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．(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.