文档内容
专题32 电路安全与生活应用
【核心考点讲解】
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。
【必刷题型精练】
1.(2021•宿迁中考)在“学习使用滑动变阻器”的活动中,小明设计了如图所示的电路。滑动变阻器标有“20
1A”字样,小灯泡标有“3V 0.9W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关,将滑动变阻器的金属Ω
滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光。移动金属滑片的过程中,确保各元件使用安全,则( )
A.电源电压为9V
B.小灯泡消耗的最小电功率为0.6W
C.电路消耗的最大电功率为2.7W
D.滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W
2.(2021•沈阳中考)定值电阻R 标有“10 1A”字样,R 标有“15 0.6A”字样,将R 、R 接入由一个开关
1 2 1 2
和电压恒定的电源组成的电路,在保证电路Ω安全的情况下,下列说法Ω正确的是( )
A.R 、R 并联时,通过干路的最大电流为1.5A
1 2
B.R 、R 并联时,R 的最大功率为9W
1 2 2
C.R 、R 串联时,电源电压最大为19V
1 2
D.R 、R 串联时,R 的最大功率为10W
1 2 1
3.(2021•福建中考)如图电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有“30 1A”,定值电阻R 的阻值为
0
Ω
1
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学科网(北京)股份有限公司10 ,小灯泡L标有“6V 3.6W”(电阻不随温度而变化),电流表的量程为0~3A。当S闭合,S 、S 断开,
1 2
滑Ω片P移到R的中点时,小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下,电路消耗总功率的最小值与最大值
之比是( )
A.1:4 B.1:8 C.2:7 D.3:20
4.(2021•贵港中考)如图所示的电路,灯L标有“6V 3.6W”字样,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变
阻器R的滑片P移到最右端时,灯L正常发光;滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6V。假设灯丝电阻不受
温度影响,下列四个结论正确的是( )
①灯L正常发光时的电阻为12
②电源电压为6V Ω
③滑动变阻器的最大阻值为20
④电路消耗的总功率的变化范围Ω为1.44~3.6W
A.①② B.②④ C.②③ D.③④
5.(2021•邵阳中考)如图所示,已知灯泡标有“5V 2.5W”的字样,灯泡电阻恒定不变,滑动变阻器标有“30
1A”的字样,电源电压为6V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下移动滑片滑动变阻器的最小功率为 Ω
W。
2
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学科网(北京)股份有限公司6.(2021•黑龙江中考)如图所示的电路中,电源电压为 4.5V且保持不变,电流表量程为“0~0.6A”,电压表
量程为“0~3V”,小灯泡标有“3V 1.2W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有“20
1A”字样。闭合开关,在保证电路元件安全情况下,则电压表的示数变化范围是 V,小灯泡的最小功Ω
率为 W。
7.(2021•重庆中考)如图所示,电源电压为 18V不变,定值电阻R 的阻值为30 ,滑动变阻器R 标有“50
1 2
0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S 时电Ω流表的示数为0.45A,电压表Ω
1
的示数为 V;只闭合开关S 时,在保证元件安全的情况下移动滑片,电路的总电功率最大变化量是
2
W。
8.(2020•威海中考)如图所示电路,电源电压不变,灯泡 L规格为“6V 1.2W”,滑动变阻器R 规格为“30
2
1A”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”闭合开关S 、S ,滑片P滑至a端,电流表示数为Ω
1 2
0.5A,灯泡正常发光,则定值电阻R 为 ;闭合开关S ,保证电路安全,分析各种可能情况,整个电
1 1
路的最小功率为 W(不考虑温度对灯丝电Ω阻的影响)。
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学科网(北京)股份有限公司9.(2021•遵义中考)某同学利用恒压电源、定值电阻R 和滑动变阻器R ,先后连接了如图甲、乙所示电路。在
1 2
图甲电路中,该同学将滑片P置于最右端后闭合开关,此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、15.0V;再将
滑片P移至某一位置时,电流表、电压表的示数分别为 0.50A、9.0V。在图乙电路中,该同学接入两只电流表
(图中未画出),在保证电路安全的前提下,将滑片 P从某位置开始逐次向左移动改变相同的阻值,测得两电
流表的示数并记录在下表中。
滑片P移动的次序 1 2 3 4 5
电流表A 的示数/A 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
1
电流表A 的示数/A 1.30 1.40 1.55 1.80 2.30
2
(1)求R 的最大阻值;
2
(2)求R 的阻值和电源电压;
1
(3)请分析图乙电路中电流表A 、A 的接入位置并计算R 每次改变的阻值?
1 2 2
10.(2021•衡阳中考)某兴趣小组为检测操场上的风力等级,设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。
装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,滑杆上的摩擦力忽略不计,弹簧左端固定,右端
与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2,均匀电阻丝AB长为30厘米,阻值为15欧,电源电压U恒为9伏,
保护电阻R 为3欧,电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P
0
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学科网(北京)股份有限公司在A处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级
风速v(米/秒) 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8
风压p(帕) 0.055~1.4 1.6~6.8 7.2~18 18.9~39 40~72 72.9~119
(1)无风时,求通过R 的电流;
0
(2)为保护电路安全,求出风速仪所测最大风力等级为几级;
(3)某日从天气预报得知,第二天风力等级将会达到五级,风速v预计为10m/s,在原有电路元件和电路基本
连接方式均不变的基础上,电路将如何改进,在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改
进后电压表的示数,经查阅资料后得知,该挡风板所受的风压与风速的平方成正比,其关系式为p=kv2,(其
中k为常量,数值为0.6),假设你为该小组成员,请你计算出风速为10m/s时,改进后的电路中电压表的示数。
11.(2021•百色中考)如图所示电路,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V,1.5W”字样,滑动变阻器R 上
2
标有“15 ,1A”字样,定值电阻R 阻值为10 ,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,不计温度对灯
1
丝电阻的影Ω响。求: Ω
(1)灯泡正常工作时的电阻;
(2)当开关S、S 、S 闭合,S 断开,变阻器R 滑片处于最右端时:电流表示数为多大?电路总功率为多大?
1 2 3 2
(3)当开关S、S 闭合,S 、S 断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R 的取值范围。
3 1 2 2
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学科网(北京)股份有限公司12.(2019•内江中考)如图甲所示,是某科技小组的同学们设计的恒温箱电路图,它包括工作电路和控制电路两
部分,用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”。工作电路中的加热器正常工作时的电功率为
1.0kW;控制电路中的电阻R'为滑动变阻器,R为置于恒温箱内的热敏电阻,它的阻值随温度变化的关系如图
乙所示,继电器的电阻R 为10 .当控制电路的电流达到0.04A时,继电器的衔铁被吸合;当控制电路中的电
0
流减小到0.024A时,衔铁被释放Ω,则:
(1)正常工作时,加热器的电阻值是多少?
(2)当滑动变阻器R′为390 时,恒温箱内可获得的最高温度为150℃,如果需要将恒温箱内的温度控制在
最低温度为50℃那么,R′的阻Ω值为多大?
13.(2019•江西中考)如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R =
1
20 ,滑动变阻器R 的规格为“100 1A”。
2
(Ω1)闭合开关S
1
,断开开关S
2
、S 3Ω,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S ,断开开关S 、S ,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R 的阻值;
3 1 2 3
(3)闭合开关S 、S 和S ,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R 的阻值取值范围。
1 2 3 2
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学科网(北京)股份有限公司14.(2021•德阳中考)如图甲所示电路,电源电压可调,R为标有“1A“字样的滑动变阻器,电流表量程为0﹣
3A,L 、L 是额定电压均为6V的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示。求:
1 2
(1)L 正常发光时的电阻;
2
(2)若只闭合开关S ,电源电压调节为10V,滑片P滑至中点时小灯泡正常发光,滑动变阻器的最大阻值;
1
(3)若不清楚电路中各开关闭合或断开的状态,滑动变阻器滑片P的移动范围为2 至最大阻值处,现移动滑
片P同时调节电源电压,使电路中两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光,电路中各Ω元件均安全工作,对应电
路总电功率的变化范围。
15.(2019•河北中考)如图1所示,电源电压保持不变,定值电阻R =10 ,R =5 .滑动变阻器R的规格为
1 2
“30 2.5A”。电流表A 选用0~3A的量程,电压表选用0~15V的量程。Ω闭合全部Ω开关,电流表A 的示数为
2 1
Ω
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学科网(北京)股份有限公司1A.求:
(1)电源电压。
(2)若将表盘如图2所示的电流表A 接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A 的指针恰好指在满偏的三
3 3
分之二处,变阻器接入电路的可能值。
(3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合S.在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。
16.(2021•南昌模拟)如图所示,电源电压可调,小灯泡上标有“6V 0.5A”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻
的影响),电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格为“20 1A”。
(1)电源电压调至6V,闭合开关S
1
和S
2
,移动滑动变阻器滑片P,使小灯泡Ω正常发光,电流表示数为0.6A,
则电压表的示数是多少?R 的阻值是多少?
0
(2)电源电压调至8V,断开开关S ,闭合开关S ,为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。
1 2
17.(2021•贵阳模拟)如图所示的电路中,电源电压不变。电阻R 的阻值为20 ,滑动变阻器R 上标有“100
1 2
2A”字样。闭合电键S,电流表A的示数为0.4A,电压表V的示数为10V.求Ω: Ω
(1)电阻R 连入电路的阻值;
2
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学科网(北京)股份有限公司(2)电源电压U;
(3)现用阻值为10 的电阻替换R ,要求在移动变阻器滑片P的过程中,不更换电表量程,两电表的指针能
1
达到满刻度处,且电Ω路能正常工作,求变阻器R 连入电路的阻值范围。
2
18.(2021•贵港模拟)如图所示,定值电阻R 的阻值为10 ,灯L上标有“6V3.6W”,滑动变阻器R 上标有
1 2
“50 3A”,电流表、电压表的量程分别为0~3A、0~15VΩ。
(1)Ω闭合S
1
、S
2
,灯L正常发光,求:①灯正常发光的电阻;②滑动变阻器允许连入电路的阻值范围。
(2)断开S 、S ,用一个新的电源去更换原来的电源,要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,两个电表先后
1 2
均能达到满刻度,且电路安全工作,求更换电源允许的电压范围。
19.(2021•毕节中考)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S后,滑动变阻器的滑片P由B端移动到
A端时,测得电阻R 两端的电压与通过它的电流变化关系如图乙所示。求:
1
(1)电源的电压U ;
0
(2)当滑动变阻器的滑片在B端时,滑动变阻器的电功率P ;
2
(3)若把电压表的量程改为0~3V,且要求电路安全,滑动变阻器连入电路中的最小电阻。
20.(2021•丹东中考)如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“10V5W”(灯丝电阻不变),定值电阻R 阻值
1
为10 ,电压表量程0~15V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R 标有“40 0.5A”字样。当S闭合,单刀双
2
Ω Ω 9
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学科网(北京)股份有限公司掷开关S 接a,滑片置于某位置时,电压表示数为5V,电流表示数为0.4A。求:
1
(1)灯丝电阻和电源电压。
(2)在保证电路安全的前提下,且电路中有电阻或小灯泡工作时,整个电路总功率最小值。
(3)在保证电路安全的前提下,S 分别接a和b时,滑片从左端向右端滑动过程中,两次电路总功率最大值之
1
比。
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