20届中考物理压轴培优练 专题14 电路的安全和最值解析版Word格式文档下载.docx

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12Ω，

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：

R2小＝R﹣R1＝12Ω﹣10Ω＝2Ω，

当电压表的示数U2＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大为：

R滑

10Ω，

则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω～10Ω，故C错误；

电路消耗的最大功率：

P大＝UI大＝6V×

0.5A＝3W；

（2）当电压表的示数U2＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，

电路消耗的最小功率：

P小＝UI小＝6V×

0.3A＝1.8W，

所以，电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W～3W，故D正确。

2．（2018•荆州）如图所示的电路，电源电压U＝12V保持不变，滑动变阻器R0标有“100Ω1A”，灯泡L标有“6V6W”（不计温度对灯丝电阻的影响），电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V．为了确保测量准确，要求电表的示数不小于其最大测量值的

，要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是（　　）

A．灯泡L消耗的最小功率是0.24WB．正常发光时灯丝的电阻是12Ω

C．电路中电流的变化范围是0.11A～0.6AD．滑动变阻器阻值的变化范围是14Ω～48Ω

【答案】A。

【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）由P＝UI

可得，正常发光时灯丝的电阻：

RL

6Ω，故B错误；

（2）灯泡正常发光时的电流：

IL

1A，

因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A，滑动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＝0.6A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

此时电路中的总电阻：

R总

20Ω，

R0小＝R总﹣RL＝20Ω﹣6Ω＝14Ω；

（3）因电表的示数不小于其最大测量值的

，

所以，电流表的最小示数I小

0.6A＝0.2A，故C错误；

此时灯泡两端的电压：

UL′＝I小RL＝0.2A×

6Ω＝1.2V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，滑动变阻器两端的电压：

U0＝U﹣UL′＝12V﹣1.2V＝10.8V，

则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：

R0大

54Ω，故D错误；

灯泡L消耗的最小功率：

PL小＝UL′I小＝1.2V×

0.2A＝0.24W，故A正确。

3．（2019•眉山）如图所示，电源电压恒为4V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0﹣0.6A”，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，小灯泡L标有“2.5V1.25W”的字样（灯丝电阻不变）。

若通过小灯泡L的电流不超过额定电流，电流表、电压表不能超过量程，则移动滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是（　　）

①电压表示数变化范围为1.5V～3V

②滑动变阻器消耗的电功率变化范围为0.6W﹣0.75W

③小灯泡的实际电功率变化范围为0.2W～1.25W

④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为10Ω～20Ω

A．①③B．②④C．③④D．①②

【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，

因串联电路总电压等于各分电压之和，

所以，灯泡正常发光时电压表的示数U滑＝U﹣UL＝4V﹣2.5V＝1.5V，

因1.5V＜3V，没有超出电压表的量程，

所以，电压表的最小示数为1.5V，则电压表的示数变化范围为1.5V～3V，故①正确；

此时灯泡正常发光，即小灯泡的最大实际功率为1.25W，

由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：

0.5A，

因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程“0～0.6A”，滑动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＝IL＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

则滑动变阻器接入电路的最小阻值：

R滑小

3Ω，故④错误；

（2）灯泡的电阻：

5Ω，

当电压表的示数最大为3V时，电路中的电流最小，灯泡的实际功率最小，

则灯泡两端的最小电压：

UL′＝U﹣U滑大＝4V﹣3V＝1V，

电路中的最小电流：

I小

0.2A，

灯泡的最小功率：

PL小＝（I小）2RL＝（0.2A）2×

5Ω＝0.2W，

所以，小灯泡的实际电功率变化范围为0.2W～1.25W，故③正确；

（3）滑动变阻器的电功率：

PR＝（U﹣IRL）I＝（4V﹣I×

5Ω）I＝﹣5（I2×

1Ω﹣0.8V×

I）＝﹣5（I2×

I+0.16W﹣0.16W）＝0.8W﹣（I﹣0.4A）2×

因电路中的电流范围为0.2A～0.5A，

所以，当I＝0.4A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为PR大＝0.8W，

当I＝0.2A时，滑动变阻器的电功率最小，最小为PR小＝0.8W﹣（0.2A﹣0.4A）2×

5Ω＝0.6W，

所以，滑动变阻器消耗的电功率变化范围为0.6W～0.8W，故②错误，

综上可知，①③正确。

4．（2017•苏州）如图所示，电源电压4.5V，定值电阻R0为l0Ω，滑动变阻器R规格为“20Ω2A”，电流表和电压表量程分别选择“0〜0.6A“、“0〜3V”。

闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是（　　）

A．电流表示数最大值为0.6AB．电压表示数范围为1V～3V

C．滑动变阻器的功率可达0.5WD．滑动变阻器阻值变化范围为5Ω～10Ω

【答案】C。

【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）当电压表的示数U0＝3V时，电路中的电流：

I

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2A，

所以，电路中的最大电流为0.3A，故A错误；

15Ω，

所以，变阻器接入电路中的最小阻值：

R小＝R总﹣R0＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，

则滑动变阻器阻值变化范围为5Ω～20Ω，故D错误；

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，

所以，电路中的最小电流：

0.15A，

电压表的最小示数：

U0′＝I小R0＝0.15A×

10Ω＝1.5V，

所以，电压表示数范围为1.5V～3V，故B错误；

（3）电路中电流的电流：

滑动变阻器消耗的电功率：

P2＝I2R＝（

）2R

当R＝R0＝10Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，

P2大

0.50625W，

所以，滑动变阻器的功率达0.5W，故C正确。

5．（2018•无锡）图甲是模拟调光灯。

电源电压为4.0V；

小灯泡额定电压为2.5V，电流随电压变化的I﹣U图象如图乙所示，小灯泡两端电压达到0.4V时“刚亮”；

铅笔芯长15cm、阻值为30Ω，其阻值与长度成正比。

回形针A固定在铅笔芯右端，回形针P可以在铅笔芯上自由滑动，该调光灯在使用时，以下说法错误的是（　　）

A．闭合开关，移动P能连续调光

B．闭合开关，P滑到距A点10cm处，小灯泡的实际功率为0.15W

C．在距A点2.5cm处做标记，可以提醒P向A滑过此处，小灯泡将不安全

D．小灯泡工作时，从“刚亮”到正常发光，实际功率变化范围为0.048W～0.75W

【答案】B。

【解析】

A．当铅笔芯电阻全部接入电路中时，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，其各处的电流相等，

所以，由I

可知，电源的电压：

U＝UL+ILRP，即4.0V＝UL+IL×

30Ω，

由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.4V，通过灯泡的电流IL＝0.12A时符合，此时小灯泡两端电压达到0.4V“刚亮”，

所以，闭合开关，移动P能连续调光，故A正确；

B．因铅笔芯长15cm、阻值为30Ω，其阻值与长度成正比，

所以，P滑到距A点10cm处，接入电路中的电阻：

RP′

10cm＝20Ω，

则电源的电压：

U＝UL′+IL′RP′，即4.0V＝UL′+IL′×

由图象可知，灯泡两端的电压UL′＝0.8V，通过灯泡的电流IL′＝0.16A时符合，

此时小灯泡的实际功率：

PL＝UL′IL′＝0.8V×

0.16A＝0.128W，故B错误；

C．P滑到距A点2.5cm处，接入电路中的电阻：

RP″

2.5cm＝5Ω，

U＝UL″+IL″RP″，即4.0V＝UL″+IL″×

由图象可知，灯泡两端的电压UL″＝2.5V，通过灯泡的电流IL′＝0.3A时符合，此时灯泡正常发光，

所以，在距A点2.5cm处做标记，可以提醒P向A滑过此处，小灯泡两端的电压超过额定电压将不安全，故C正确；

D．小灯泡“刚亮”时的实际功率：

PL′＝ULIL＝0.4V×

0.12A＝0.048W，

小灯泡正常发光时的实际功率：

PL″＝UL″IL″＝2.5V×

0.3A＝0.75W，

所以，小灯泡工作时，从“刚亮”到正常发光，实际功率变化范围为0.048W～0.75W，故D正确。

6．（2019•南京）如图所示电路，电源电压恒为4.5V，定值电阻R0的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，电阻箱Rx最大阻值为999.9Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．闭合开关S，下列说法正确的是（　　）

A．S1、S2均向左闭合，Rx允许接入电路的最大阻值为20Ω

B．S1、S2均向右闭合，电路允许消耗的最大功率为2.7W

C．S1向左、S2向右闭合，Rx允许接入电路的最大阻值为60Ω

D．S1向右、S2向左闭合，只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍

（1）闭合开关S，S1、S2均向左闭合时，R0、Rx、滑动变阻器串联，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路中的电流，

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数Ux＝3V时，电阻箱Rx接入电路中的电阻最大，

所以，R0和滑动变阻器两端的电压之和：

U0滑＝U﹣Ux＝4.5V﹣3V＝1.5V，

所以，电路中的电流：

I1

0.0375A，

Rx允