专题32 电路安全与生活应用（难）2023-2024学年初中物理中考专项复习

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1、题目类型
（1）电灯安全：每个电灯都有额定电压和额定电流，如果电压或电流超过了额定值，电灯有可能烧坏。
（2）电表安全：电学测量仪表中，通过电表的电流和电压均不能超过量程，否则电表有可能烧坏。
（3）综合安全：电路中灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等都应该在安全范围内工作。
2、解题步骤
（1）明确电路连接方式。
（2）了解元件的电流和电压允许范围，知道电表量程。
（3）根据串并联电路中电流电压特点，结合欧姆定律进行求解。
1.如图所示，电源电压恒为24V，小灯泡的规格为“6V 3W”，滑动变阻器R1的规格为“60Ω 1A”，定值电阻R2的阻值为12Ω.电压表使用的量程为0～15V，电流表使用的量程为0～0.6A.要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，灯泡电压不超过正常工作电压(设灯丝电阻不变)。说法正确的是( )
A. 若滑动变阻器的滑片在允许范围内向右移动，电流表和电压表的示数都变小
B. 滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围是24Ω～60Ω
C. 定值电阻R2消耗电功率的最大值为4.32W
D. 电路总功率的变化范围是9W～12W
2.如图甲所示电路，电源电压恒定。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，从右端滑至左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电压表V2的示数是用图线a来表示
B. 小灯泡的额定功率为12W
C. 电源电压为18V
D. 当滑片在右端时，定值电阻R0与滑动变阻器的功率之比为3∶7
3.如图，电源电压不变。R1、R3为定值电阻，当滑动变阻器R2的滑片P向右滑动时，电压表V2示数的变化量为△U2，电流表A示数变化量为△I，则( )
A. 电压表V1和电流表A的示数之比增大
B. 电压表V2和电流表A的示数之比不变
C. △U2△I的绝对值增大
D. △U2△I的绝对值不变
4.如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R3滑动触头向下移动时，四个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，电表的示数变化量大小分别用△I、△U1、△U2、△U3表示，下列判断正确的是( )
A. U1变大，I变大B. U2变大，I变小
C. U2/I变大，△U2/△I不变D. U3/I变大，△U3/△I不变
5.如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值为50Ω，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”，闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示，则下列说法中错误的是
A. 小灯泡的额定功率为3.6W
B. 电源电压为12V
C. 当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器消耗的电功率为2.75W
D. 若将电压表量程换为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为10Ω～50Ω
6.如图所示，电源电压不变，a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时，a表无示数，b表有示数，c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则( )
A. a表是电压表
B. 先闭合S1、S2，再闭合S3，a表示数无变化
C. S1、S2、S3都闭合，移动滑片P，a、b两表示数无变化
D. S1、S2、S3都闭合，b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
7.如图所示电路，电源电压为9V保持不变，小灯泡上标有“6V 3W”字样，只闭合开关S3时，小灯泡正常发光(不考虑灯丝电阻变化)。滑动变阻器的规格为“18Ω 1A”，电流表的量程为“0～3A”，电压表的量程为“0～15V”，在保证电路安全的情况下，下列说法中正确的是( )
①电阻R0的阻值为6Ω
②闭合S1、S2、S3，滑动变阻器的阻值范围为6～18Ω
③只闭合S1，电压表的示数范围3～5.4V
④通过控制开关与滑动变阻器，电路消耗的最大功率与最小功率之比为25：3
A. ①②B. ②③C. ①③④D. ①②③④
8.图甲中标有“2.7V”字样小灯泡的电流电压关系如图乙所示。定值电阻R1=10Ω。R2三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成(总长度为35cm)，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头，小灯泡正常发光时电阻为 Ω;若只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图丙所示，导体GH间电阻为 Ω;若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的变化范围 。
9.如图1所示，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A“，在AB间接入规格为“12V 12W“的灯泡，闭合开关当变阻器阻值的五分之一连入电路时，灯泡正常发光。
(1)电源电压为______V
(2)R0是如图2所示的Ra和Rb之间任意取值的电阻，当在AB间接入电阻R0后，闭合开关，在保证电路安全的情况下，将滑片P从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过0.4A；若电流表选择0～0.6A量程电压表选择0～15V量程，当滑动变阻器接入阻值为______Ω时，其消耗的电功率最小。
10.如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为R3。当只闭合S，将滑片移至a点时，滑动变阻器阻值为Ra，电流表的示数为0.2A，电压表示数为U1，R3的功率为Pa；再将滑片移至b点时，滑动变阻器阻值为Rb，电流表的示数为0.3A，电压表示数变为U2，R3的功率为Pb，滑片从a点移至b点，电压表的示数变化了2V。U1：U2=4：3，Pa：Pb=4：3，则R1：Rb= ______ 。只闭合S1、S2，并将滑片移至中点，记录电流表示数，若再断开S1，电流表的示数变化了0.4A。若只闭合S，电路的最小总功率为______ W。
11.如图甲所示，电源电压可调。R1为标有“1A，30Ω”字样的滑动变阻器，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。L1、L2是额定电压均为3V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。只闭合S、S1，滑片P滑至中点时，小灯泡正常发光，则此时的电源电压为 V；调节电源电压到一个定值，并改变开关状态，同时移动滑片且保证电路安全，保证电路中至少有一只小灯泡能正常发光，该电路能达到的最大功率为 W。
12.如图甲所示，电源电压为5V，电流表量程为0∼0.6A，电压表量程为0∼15 V。在保证所有元件安全的情况下，只闭合开关S、S1，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电流表示数与电压表示数关系的图象，如图乙所示。只闭合开关S、S2，最大范围移动滑动变阻器滑片，绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图象，如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为 Ω，灯泡的额定功率为 W。以上两种情况，电路最大电功率为 W。
13.如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“5V 2.5W”字样，且阻值不变，滑动变阻器最大阻值为150Ω，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S。当滑动变阻器接入的阻值为Ra时，电压表示数为Ua，电路总功率为P1，R2的功率为1.8W；当滑动变阻器滑接入的阻值为Rb时，电压表示数为Ub，电路总功率为P2，且Ra：Rb=1︰2，Ua：Ub=6︰7，P1：P2=3︰2。则：
(1)小灯泡的额定电流为_________A；
(2)滑动变阻器滑接入的阻值为Rb时，R2的功率为____________W；
(3)电路总功率的最小值是_________W。
14.如图甲电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在b端时电流表示数为0.3A。
(1)求R2的最大阻值。
(2)若滑片置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为0.8W，求电源电压U和R0的阻值。
(3)若滑动变阻器滑片每移动1cm，阻值改变1Ω，设滑片从a端向b端滑动的距离为xcm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式，并由此关系式求出R2消耗电功率的最大值。
15.如图所示，L上标有“6 V 3 W”字样，电流表量程为0∼0.6 A，电压表量程为0∼15 V，变阻器R的最大电阻为100 Ω。只闭合S1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia。只闭合S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图所示；当滑片置于b点时，电压表示数Ub = 8 V，电流表示数为Ib。已知Ra∶R0 = 12∶5，Ia∶Ib = 3∶5。(灯丝电阻不随温度变化)求：
(1)小灯泡的电阻；
(2)定值电阻R0和电源电压；
(3)在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，变阻器连入电路的最小电阻为多少；只闭合S2时，电路消耗的最小功率为多少。
16.如图1所示，L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为0∼0.6 A，电压表量程为0∼15 V，变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia。只闭合S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示;当滑片置于b点时，电压表示数Ub=8V，电流表示数为Ib。已知Ra:R0=12:5，Ia:Ib=3:5。(灯丝电阻不随温度变化)求：
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻R0和电源电压;
(3)在电表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，变阻器连入电路的最小电阻为多少;只闭合S2时，电路消耗的最小功率为多少。
17.如图甲是电热水器的简易电路图，控制电路中，电源电压U=6V，R为阻值可调的电阻，热敏电阻Rt允许通过的最大电流Imax=15mA，其阻值随温度变化关系如图乙，电磁继电器线圈电阻不计。工作电路中，电源电压U=220V，电阻R1=22Ω，R2=198Ω。当电磁继电器线圈的电流I≤8mA时，衔铁上端与触点a接通；当电磁继电器线圈的电流I≥10mA时，衔铁被吸下与触点b接通。求：
(1)电热水器加热时的电流；
(2)电热水器的保温功率；
(3)为使控制电路能正常工作，可调电阻R的最小阻值；
(4)可调电阻R调为300Ω，电热水器工作稳定后，水温的变化范围。