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1、滚动小专题( (八) ) 电路安全问题(“(“”“”极值 和 范围 ) ) 0101 典例精析 类型 1 1 串联电路 如图甲所示，R 的阻值为 5 ，滑动变阻器 R0的最大阻值为 40 ，电源电压为 4.5 V，且保持不变滑动变阻器的滑片由 a 端滑到 b 端的过程中，求： (1)R0两端的电压最大为_4_V，电路最大电流为_0.9_A. (2)若将电压表的 03 V 的量程接入电路中，如图乙所示，要使电压表在电路中不被烧坏， 滑动变阻器允许调节的阻值范围是_0 10_. (3)再将量程为 00.6 A 的电流表接入电路中，如图乙所示，要使电流表和电压表都不被 烧坏，滑动变阻器允许调节的阻值
2、范围是_2.5 10_，R 消耗的最小功率为_0.45_W. 【变式训练 1 1】 如图所示，电源电压恒为 7 V，电压表量程为 03 V，电流表量程为 0 0.6 A“，滑动变阻器的规格为 20 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_1 3_V_；滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为_2 9_；电流表示数变 化范围为_0.3 0.5_A_ 【变式训练 2 2】 如图所示，电源电压保持 6 V 不变，电流表量程为 00.6 A，电压表量 程为 03V，定值电阻 R1“的规格为 10
3、 0.5 A”，滑动变阻器 R2“的规格为 20 1 A”闭 合开关，为了保证电路安全，在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_10 20_，电阻 R1消耗的最大电功率为_0.9_W. 类型 2 2 并联电路 如图所示，电源电压为 12 V，定值电阻 R1为 12 ，滑动变阻器 R2“标有 50 1 A”字样，电流表 A1量程为 03A，A2量程为 00.6 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_0.48_A；在滑片移动过程中，电路的最大功率为_19.2_W. 【变式训练 3 3】 1 如图所示，变阻器 R 标有“20 1.5 A”字样，灯 L
4、 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_不变_， 电流表示数_变小_(填“变大”“变小”或“不变”)；保持 S1、S2闭合，如果电流表所接量 程是 03 A，电压表所接量程是 015 V，则电路消耗的总功率变化范围是_4.8 12_W_ 【变式训练 4 4】 (2018荆州)如图，已知电源电压为 24 V，R2上标有“100 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 00.6 A，电流表 A 的量程为 03 A. (1)求灯泡正常工作时的电阻； (2)当闭合 S，断开 S1，
5、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 U （12 V）2 解：(1)RL 48 P 额 3 W (2)闭合 S，断开 S1、S2时，R1与 L 串联，灯 L 正常发光， U1U 总UL24 V12 V12 V P 额 3 W IIL 额 0.25 A U 额 12 V U1 12 V R1 48 I 0.25 A (3)当 S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联，U1U2U 总24 V U1 24 V I1 0.5 A R1 48 I 干 max3 A，I2 maxI 干 maxI13 A0.5 A2.5 A P2
6、maxUI2 max24 V2.5 A60 W U （24 V）2 R2max100 时，P2 min 5.76 W R2max 100 R2的电功率范围为 5.7660 W 0202 专题训练 1 1(2018岳阳)如图，电源电压恒为 4.5 V“，电流表的量程为 00.6 A”，电压表的量 “程为 03 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 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(D) 2 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
7、 W D滑动变阻器接入电路的最小电阻为 4 2 2(2018泸州)如图所示的电路，电源电压恒为 9V，电压表量程为 06V，滑动变阻器 R 的规格为“30 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_0 0.6_A_(填“00.6 A”或“03 A”)最恰当，滑动变阻器接入电路中的最小阻值应为_6_；电路中电流的最小值应为 _0.25_A. 3 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
8、 03 V，电流表的量程为 00.6 A“，滑动变阻器的规格为 20 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) 解：滑动变阻器的滑片移到最左端，其阻值最大，即 R20 ，且 R 与 L 串联 U （5 V）2 又小灯泡的电阻为 RL 10 PL 2.5 W U 6 V 通过小灯泡的电流 IL 0.2 A RRL 20 10 又由 PUI 知，欲使电路消耗的总功率最大，电流应该尽量大，当小灯
9、泡两端电压达到电 压表量程，即 UL3 V 时，电路中电流最大，功率最大则 UL 3 V I 最大 0.3 A RL 10 P 总UI 最大6 V0.3 A1.8 W 4 4(2018成都)如图所示，电源电压保持不变，灯泡上标有“12 V 6 W”字样，定值电 阻 R1120 ，滑动变阻器 R2“上标有 50 1 A”字样，电压表的量程选用“03 V”断 开 S2，闭合 S 和 S1滑片 P 移到 B 端，灯泡刚好正常发光求： (1)将滑片 P 移到 B 端，三个开关都闭合，1 min 内电路消耗的电能是多少？ (2)断开 S1，闭合 S 和 S2，在保证电路安全的前提下，调节滑片 P，电路消
10、耗的最小功率 是多少？ 3 解：(1)当断开 S2，闭合 S 和 S1，滑片 P 移到 B 端时，灯泡刚好正常发光 所以电源电压 UUL12 V 当三个开关都闭合，滑片 P 移到 B 端，此时 L 和 R1并联，则有 U1ULU12 V P 6 W 通过灯泡的电流 IL 0.5 A UL 12 V U1 12 V 通过 R1的电流 I1 0.1 A R1 120 干路电流 II1IL0.1 A0.5 A0.6 A 故电路消耗的电能 WUIt12 V0.6 A60 s432 J (2)断开 S1，闭合 S 和 S2时，R1和 R2串联在电路中在电路安全前提下，电压表示数为 U2 3 V 时，有电
11、路消耗的最小功率 Pmin， 此时，R1两端的电压 U3UU29 V U3 9 V 通过 R1的电流 I3 0.075 A R1 120 故电路消耗的最小功率 PminUI312 V0.075 A0.9 W 5 5如图所示，电源电压为 6V，滑动变阻器 R1标有“10 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 解：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
12、R2支路的电流 (1)并联电路中各支路两端的电压相等， U 6 V 根据欧姆定律可得，R2的阻值：R2 12 I2 0.5 A (2)此时通过滑动变阻器的电流： U 6 V I1 0.6 A R1 10 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： II1I20.6 A0.5 A1.1 A (3)电路消耗的最小总功率： PminUI6 V1.1 A6.6 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： II1I22 A0.5 A2.5 A 电路消耗的最大总功率： PmaxUI6 V2.5 A15 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 6.615 4 W. 5