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7V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“6V 3W”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6V不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”．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】 (2022·威海)如图所示，R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω，电源电压保持4.5V不变，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”．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12V，定值电阻R1为12Ω，滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样，电流表A1量程为0～3A，A2量程为0～0.6A．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“20Ω 1.5A”字样，灯L标有“6V 3W”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0～3A，电压表所接量程是0～15V，则电路消耗的总功率变化范围是________．4\n【拓展训练2】 (2022·荆州)如图，已知电源电压为24V，R2上标有“100Ω 3A”的字样，灯泡上标有“12V 3W”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A的量程为0～3A.(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．(2022·岳阳)如图，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样(不考虑灯丝电阻变化)，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”．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0.6AB．灯泡消耗的最小功率为0.13WC．电路消耗的最大电功率为2.8WD．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω 第1题图第2题图2．(2022·泸州)如图所示的电路，电源电压恒为9V，电压表量程为0～6V，滑动变阻器R的规格为“30Ω 1A”，灯泡L标有“6V 3W”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“0～0.6A”或“0～3A”)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．(2022·自贡)如图所示的电路中，电源电压为6V并保持不变，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“5V 2.5W”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\n4．(2022·遂宁改编)如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡上标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”．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2s内对小灯泡L做功12J，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6V，滑动变阻器R1标有“10Ω 2A”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0.5A．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 1～3V 2～9Ω 0.3～0.5思路点拨 0.5A 0.6 1 IL 0.5 12Ω7V－6V 1V ·R滑拓展训练1 10～20Ω 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 1A 0.6A 1.6A拓展训练1 不变 变小 4.8～12W拓展训练2 (1)RL＝＝＝48Ω (2)闭合S，断开S1、S2时，R1与L串联，灯L正常发光，U1＝U总－UL＝24V－12V＝12V I＝IL额＝＝＝0.25A R1＝＝＝48Ω (3)当S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联，U1＝U2＝U总＝24V I1＝＝＝0.5A I干max＝3A，I2max＝I干max－I1＝3A－0.5A＝4\n2.5A P2max＝UI2max＝24V×2.5A＝60W R2max＝100Ω时，P2min＝＝＝5.76W R2的电功率范围为5.76～60W专题精练1．D 2.0～0.6A 6 0.25 3.滑动变阻器的滑片移到最左端，其阻值最大，即R＝20Ω，且R与L串联又∵小灯泡的电阻为RL＝＝＝10Ω ∴通过小灯泡的电流IL＝＝＝0.2A 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′＝3V时，电路中电流最大，功率最大．则I最大＝＝＝0.3A P总＝UI最大＝6V×0.3A＝1.8W 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＝12V，t＝2s时电流对小灯泡做的功WL＝12J，由W＝UIt可得，小灯泡L正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A (2)因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，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＝＝＝36Ω，RL＝＝＝24Ω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＝36Ω－24Ω＝12Ω 当电压表的示数UR＝15V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＝18V－15V＝3V 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＝＝＝120Ω 则滑动变阻器接入电路的阻值在12～120Ω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＝＝＝12Ω (2)此时通过滑动变阻器的电流：I1＝＝＝0.6A ∵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＝0.6A＋0.5A＝1.1A (3)电路消耗的最小总功率：Pmin＝UI＝6V×1.1A＝6.6W 由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流为2A，则干路中的最大电流：I′＝I1′＋I2＝2A＋0.5A＝2.5A电路消耗的最大总功率：Pmax＝UI′＝6V×2.5A＝15W ∴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6.6～15W.4
