11.专项训练(十一)电路安全问题
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专题训练电路安全问题1.(2019·淄博)如图所示,电源电压为12V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,L1和L2分别标有“6V 3W”和“6V 9W”的字样,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下(不考虑温度对灯丝的影响),下列说法正确的是()A.L2能正常发光B.滑动变阻器接入电路的最小阻值是8ΩC.电流表示数的变化范围是0~0.5AD.电路消耗的最大功率是12W2.(2019·齐齐哈尔)(多选)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“30Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。
闭合开关S,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是()A.电路中最大电流为0.6AB.电路的最大功率为2.25WC.电压表示数变化范围为1~3VD.滑动变阻器阻值变化范围为3~30Ω3.(2019·镇江)图1中,灯泡L的额定电流为0.25A,其电流与电压关系如图2所示,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
闭合开关S,调节R,当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,则L正常发光时的阻值为Ω,电源电压为V;为保证电路安全,R的调节范围为,灯泡L的最小电功率为W。
4.(2018云南)如图为所示,小灯泡L标有“3V0.9W”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响).当开关S闭合,S1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为1.5V,则电流表的示数为_____A.如果电压表的量程为0~3V,为确保电压表不被损坏,则___________(选填“能”或“不能”)同时闭合开S、S1.5.(2019·潍坊)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。
人教版高中物理第十一章电路及其应用精选试卷达标训练题(Word版含答案)一、第十一章电路及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示的部分电路中,已知I=3 A,I1=2 A,R1=10 Ω,R2=5 Ω,R3=30 Ω,则通过电流表的电流大小和方向是()A.0.5 A,向右B.0.5 A,向左C.1 A,向右D.1 A,向左【答案】A【解析】【详解】对于稳恒电路中的某一节点,流入的电流总和一定等于流出的电流总和.对于节点c,已知流入的电流I=3 A,流出的电流I1=2 A,则还有1 A的电流要流出节点c,由此可知经过R2的电流I2=1 A向右.根据欧姆定律,U1=I1R1=20 VU2=I2R2=5 V电压等于电势之差U1=φc-φaU2=φc-φb两式相减可得φb-φa=15 V即b点电势比a点高15 V,则通过R3的电流330.5Ab aφφIR-==方向向上,对于节点b,流入的电流I2=1 A,流出的电流I3=0.5 A,则还有0.5 A的电流流出b点,因此可判断流过电流表的电流为0.5 A,向右,故A正确.故选A。
2.有一条横截面积为S的铜导线,通过的电流为I.已知铜的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为N A,电子的电量为e.若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为()A.AIMSNρεB.AIMSNρεC.AIMSNρεD.AIMSNρε【答案】A【分析】【详解】设铜导线中自由电子定向移动的速率为v,导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为,则导线的长度为:l vt=体积为V Sl Svt==质量为m vtSρ=这段导线中自由电子的数目为A Am vtSn N NM Mρ==在t时间内这些电子都能通过下一截面,则电流:q neIt t==代入解得,AvSN eIMρ=解得电子定向移动的速率:AMvSN eρ=故A正确,BCD错误.3.如图所示,P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方式接在电极A、B之间,测出电阻为R,然后再将它按图乙方式接在C、D之间,这时P的电阻为()A.R B.2RC.4RD.4R【答案】D【解析】【详解】将半圆形合金片从中间(图中虚线所示)割开,分成完全相同的两块,设每块电阻力R0,则图中甲连接方式相当于两个电阻并联,图乙连接相当于两个电阻串联。
实用文档电路故障分析及考题汇编一、方法介绍1.电路简化这是电路分析中的一个非常重要的步骤,只有把比较复杂的电路简化才能进行电路的分析。
对于电路的简化概括为如下几种方法:⑴对于电路中存在的电流表,由于其电阻极小,因此可以用导线将其取代;⑵对于电路中存在的电压表,由于其电阻极大,因此可以看作断路而直接将电压表去掉;⑶对于电路中存在的短路、断路的这部分电路,由于实际没有电流通过,因此也可以直接将该部分电路去掉;⑷对于电路出现的导线端点可以不经电源、用电器、等任意移动;⑸对于电路中出现的滑动变阻器,可以看作是有两个定值电阻组成的电路。
经过以上几种电路简化后,电路就会变得比较简单,容易识别出是并联还是串联,明确各用电器的关系,接下去进行第二个步骤是电表的对应。
2.电表对应经过电路简化后,电路中基本只出现电源、用电器,电路显得比较简单,把刚才去掉的电表复原上去,。
3.电路判断根据题目要求对简化后、电表复原后的电路,结合串并联电路的知识、综合题意进行判断,比如电表的测量分析、电路连接的分析、电路故障的分析、动态电路各电表的示数变化情况等。
4.主要电路故障故障1:闭合开关后,灯泡忽明忽暗,两表指针来回摆动原因:电路某处接触不良排除方法:把松动的地方拧紧故障2:闭合开关前灯泡发光闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数原因:开关与电源并联导致所有东西都被短路后果:极容易烧坏电源故障3(也就是做题最常见的故障):闭合开关后灯泡不亮电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压原因1:灯泡断路故电压表串联到了电路中一般判断电路时都是把电压表当做断路是应为它的电阻很大所以呢如果电压表与一灯泡并联而这个灯泡断路了就相当于直接把这个电压表串联在电路中I=U/R 因为电压是恒定的电阻巨大所以电流表的示数就很小了而串联式靠电阻分压的由于电压表的电阻巨大在这么大的电阻前灯泡的电阻就显得微不足道所以电压表显示的几乎是电源电压原因2:电流表与电压表位置互换这样灯泡就被几乎没有电阻的电流表(它接到了电压表的位置上)短路故不亮电路中只串联了一个电流表和一个电压表因为电压表的电阻很大所以几乎分到了全部电压而由于电压表的电阻大所以电流表几乎无示数补充一下:有时做题会问你如果在测小灯泡电阻的实验中(或是电路图中只有一个灯泡两表)如果电流表与电压表位置互换会有什么后果就答:灯泡不亮电流表几乎无示数(其实就是没示数)电压表所示几乎为电源电压(其实就是电源电压)故障4:闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变原因:变阻器没有按照一上一下的方法来接补充一下:变阻器全接上接线柱时:相当于导线(这是极不安全的容易造成电路电流过大)变阻器全接下接线柱是:相当于一个定值电阻故障5:闭合开关后,无论怎样移动滑片灯泡都不亮原因1:电路某一处断路原因2:灯泡被导线或电流表短路实用文档二.电路故障分析症状”1:用电器不工作。
电路安全问题1、电工维修电路有时需要带电操作,如图所示。
以下操作不会发生触电事故的是( )。
A.甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线;B.乙站在绝缘凳上仅接触火线;C.丙站在地上仅接触火线;D.丁站在地上同时接触火线和零线2、在家庭电路中,从进户线起连接顺序正确的是( )。
A.闸刀开关、电能表、保险盒、插座;B.闸刀开关、电能表、插座、保险盒;C.电能表、闸刀开关、保险盒、插座;D.电能表、保险盒、闸刀开关、插座3、下列关于家庭电路的说法正确的是( )。
A.家庭电路中各用电器都是串联在电路中的;B.发现触电事故时,应首先切断电源再想办法施救;C.控制用电器的开关应接在该用电器和零线之间;D.当干路中的电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路4、如图是小明家的部分电路,他将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热水壶突然停止工作,但电灯仍正常发光,拔出电饭煲的插头,电热水壶仍不能工作,用试电笔分别测试插座的左、右孔,氖管均发光.若电路中只有一处故障,则( )。
A.电热水壶所在电路的 b、c 间断路;B.插座的接地线断路;C.电路的 c、d 间导线断路 ;D.电路的 a、b 间导线断路5、下列关于家庭电路的说法正确的是( )。
A.家庭电路中各用电器都是串联在电路中的; B.发现触电事故时,应首先切断电源再想办法施救; C.控制用电器的开关应接在该用电器和零线之间; D.当干路中的电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路6、下列选项中符合安全用电要求的是( )。
A.用湿手按已接电源的插座上的开关; B.及时更换家庭电路中绝缘皮老化、破损的导线; C.在未断开电源开关的情况下,用湿布擦拭电视机;1D.把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用 7、关于家庭电路及安全用电,下列说法正确的是( )。
A.低于 220V 的电压对人体都是安全的; B.只有人体接触带电体时才会发生触电事故; C.试电笔是用来测试物体是带正电还是带负电的; D.用电器使用三线插头是防止漏电而采取的安全措施 8、如图是家庭电路示意图。
电路安全1.将标有“3 V 1.5 W”字样的小灯泡L1与额定电压为6 V的小灯泡L2并联接在电源上,L1正常发光,L2较暗,此时干路中的总电流为1.1A。
(1) L1正常发光时通过的电流为___________A;L2的电阻值为__________Ω。
(2) 若将L1、L2串联到另一可调的电源上,L2的最大功率为____________W。
2.现有两个分别标有“6 V 6 W”和“3 V6 W”的灯泡L1和L2,若将它们并联后接在某一电源上,使其中一个灯泡正常发光,干路允许通过的最大电流是________。
若将它们串联后接在某一电源上,使其中一个灯泡正常发光,则电源电压是________V 。
3.如图所示的电路中。
灯L标有“3 V0.9W”、滑动变阻器R上标有“20Ω 1 A”的字样,电压表量程为0~3 V,则灯L正常工作时的电流为_______A。
若电源电压为4.5V,为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器连入电路中的最小阻值是________Ω。
4.现有“6V 3W’、“6V 4W’、“8V 3W’、“8 V 4 W”四个灯泡,要取其中的两个串联起来接入电路,且同时正常发光,应选______和_____的两个灯泡,此时电路两端的电压应是________。
5.标有“6 V 3 W”字样的小灯泡L1与额定电压为12 V的小灯泡L2并联接在电源上,L1正常发光,L2较暗,此时干路中的总电流为1.1 A,L1正常发光时通过它的电流为_________A;L2的电阻为_________Ω。
若将L1、L2串联到另一个电压可调的电源上,电源电压最大为______V,此时L2消耗的功率为_______W。
(不考虑温度对灯丝电阻的影响)6.如图所示的电路中,灯泡L1、L2分别标有“6 V 3.6 W”和“12 V 6 W”的字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响).开关闭合后要使其中一只灯泡正常发光,另一只灯泡不会烧坏,图甲中电压表最大示数为________V;图乙中,电流表最大示数为_________A。
九年级物理下册安全用电练习题(含答案)知识点1 熔断器等电路安全器件1. 家庭电路中为了避免电流过大发生事故,在电路中需要(填“串联”或“并联”)保险丝或空气开关.保险丝能熔断的原因是电流的效应.2. 家庭电路中都用保险丝保护电路.发生保险丝熔断的情况可能是由于( )A.电路中的电压不稳定造成电路中的电流过小B.保险丝的质量不好,用久了就很容易烧断C.大功率的用电器同时使用造成电压过大D.用电器或电路中的某个部位出现短路3. 家庭电路中的保险丝熔断了,以下原因中不可能的是( )A家庭中用电器的总功率过大B.电灯开关中的两根导线相碰C.保险丝的规格不合适,熔断电流太小D.插头中的两根导线相碰4. 要在家庭电路中添加新的大功率用电器(如空调等),下列可行的是( )A.在现有的照明电路中,只需将保险丝换成足够粗的就行了B.在现有的照明电路中,只需将电能表和保险丝换成更大规格的就行了C.在现有的照明电路中,需要同时考虑电能表和保险丝的允许电流,还需考虑原电线承受电流的能力D.什么也不用考虑,再装上一个插座就行了5. 如图所示,A、B两个接线柱间是一段保险丝,C、D两个接线柱间是一段铜丝,移动滑动变阻器的滑片,当电流逐渐增大时,熔断,而不熔断,这说明(填“能”或“不能”)用铜丝替代保险丝某同学把铜丝换成了较粗的保险丝,当移动滑动变阻器的滑片,电流逐渐增大时,粗保险丝(填“会”或“不会”)熔断,这说明(填或“不能”)用粗保险丝替代细的保险丝.6. 如图所示是一种常用的熔断器,也叫空气开关.若空气开关跳下后,复位,又立刻跳下,这不可能是( )A.电路中有短路现象B.电路中出现了断路C.电路中总电流过大D.空气开关的额定电流过小7. 小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器,上面写着下表中的一些数据.以下几种说法中,正确的是( )20 A 220 V额定漏电动作电流30 mA额定漏电不动作电流15 mA漏电分断时间小于0. 1 sA.漏电电流达到30 mA时。
专题复习:灯泡的额定功率和实际功率改编题:(11鸡西)灯L1标有“ 9V 6W”,L2标有“6V 3W”,串联接入电路,两端允许加的电压最大可以是V,电路中最大电流可以是A, 更亮些,此时电路总功率是___________________________W;两灯并联到电路中,两端允许加的电压最大可以是_______ V, 电路中最大电流可以是A, 更亮些,此时电路总功率是_____ W。
电路安全类问题1. (09 柳州)如图 3 所示的电路中,电源电压为4.5 V不变,电阻R1标有“ 6 Ω0 .5 A”,滑动变阻器R2标有“ 30Ω1 A ”,电流表量程为“ 0~0.6 A”,电压表量程为“ 0~3 V”。
为了保护各电表和元件,滑动变阻器R2允许接入的阻值范围是A.0~12 ΩB .0~30ΩC .3~12ΩD .3~30Ω2. (08北海)标有“ 2V,1w”字样的小灯泡和标有“ 20Q,1A”字样的滑动变阻器,连接在如图5所示的电路中,其中电源电压为6V,电流表的量程为“ 0~O.6A”,电压表的量程为“ O一3V”。
闭合开关,移动滑动变阻器滑A . 0. 25 A ~ O .6A 1 V ~ 2 VB . 0. 3A ~ 0. 5A 1 V ~ 1.5 VC . 0. 25 A ~ 0. 5A1 1.5 V~ 2 V D . 0. 25 A ~ 0.5A 1 V ~ 2 V 3.( 10 哈尔滨)某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为 4.5V ,电压表量程 0~3V ”,滑动变阻器规格“ 20Ω lA ”,灯泡 L 标有“ 2.5V 1.25W ”字样(忽略灯丝电阻变化) ,在不损坏电路元 件的情况下,下列判断正确的是A. 电路中电流变化的范围是 0.18A 一 0.5AB.滑动变阻器阻值变化的范围是 2.5 Ω~10ΩC. 灯泡的最小功率是 0.162WD. 该电路的最大功率是 2.25W4. (11 无锡)小华用如图所示的电路测小灯泡功率.电路中电源电压恒为 4.5V ,电压表的量程为 O ~3V ,电流 表的量程为 0~0.6A ,滑动变阻器的规格为“ 20 Ω lA ”,灯泡标有“2 .5V 1. 25W ”字样。
中考物理突破及解析:电路安全和极值问题1.如图所示电路,电源电压为4.5 V ,灯L 标有“3 V 0.9 W ”,灯丝电阻保持不变,滑动变阻器R 上标有“50 Ω 1 A ”的字样,电流表量程为0~0.6 A ,电压表量程为0~3 V ,为了保证电路中各元件安全工作,求滑动变阻器允许接入电路的阻值范围.1.【答案】灯泡的额定电流I L =P L U L=0.9W 3V=0.3A ,灯泡的电阻R L =U L I L=3V 0.3A=10Ω,由于灯泡的额定电流为0.3 A ,电流表量程为0~0.6 A ,且滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A ,所以,电路中的最大电流I max =0.3 A ,电路中的总电阻R 总=UImax=4.5V0.3A =15Ω,滑动变阻器接入电路的最小阻值R min =R 总-R L =15 Ω-10 Ω=5 Ω;当电压表的示数最大为3 V 时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时灯泡两端的电压U L min =U -U R max =4.5 V -3 V =1.5 V ,电路的电流I min =U Lmin R L=1.5V 10Ω=0.15A ,滑动变阻器接入电路的最大电阻值R max =U Rmax I min=3V0.15A =20Ω,即滑动变阻器连入电路中的阻值范围是5~20 Ω2.如图所示,电源电压保持不变,R 2为定值电阻,小灯泡L 上标有“6 V 3 W ”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响) ,滑动变阻器R 1的最大阻值为20 Ω。
只闭合S 1,将滑动变阻器的滑片P 移动到A 端时,L 正常发光;闭合所有开关时整个电路1 min 消耗的电能为540 J 。
已知电流表的量程为0~0.6 A ,电压表的量程为0~3 V 。
求:(1)电源电压;(2)灯泡L 正常发光时1 min 消耗的电能; (3)R 2的阻值;(4)在保证电路安全的前提下,求电路中最小功率为P 1。
家庭电路安全用电综合练习一、选择题1.王老师的新家买了250W的电视机一台,300W的洗衣机一台,100W的电冰箱一台,2200W 的柜式空调机一台,250W的电脑一台,800W的电饭锅一只,40W照明灯8盏。
请为王老师选择一种合适的电能表()A.220V 5A B.220V 15A C.220V 20A D.220V 30A2.在“安全用电与保护”讨论交流中,下列防止发生事故或处理事故的措施不正确的是A.雷雨天,应避免在高大建筑物和大树下避雨B.发现有人触电,不能用手直接拉动触电的人体,应该先切断电源C.电器设备失火,应迅速用水灭火D.有金属外壳的电器用三孔插座3.图中是一些人在生活用电中的几种做法,其中正确的是()4.下列做法中,不符合安全用电要求的是()A、用湿布擦正在发光的白炽灯或日光灯B、在家庭电路中安装保险丝或空气开关C、更换灯泡时,先断开开关D、外壳损坏的插座,应及时更换5.某家庭部分电路可简化成图3所示的情况,当灯泡、电视和台灯三个用电器均工作时,它们之间的连接方式是()A.串联B.并联C.电视与台灯串联后再与灯泡并联D.灯泡与台灯串联后再与电视并联6.在使用家用电器时,下列说法正确的是()A.洗衣机使用三孔插座主要是为了防雷击B.电冰箱紧贴墙壁放置有利于散热C.电视机处于待机状态时仍会消耗电能D.电饭锅的插头沾水后不能接入电路是因为容易造成断路7.下列四种情况中,人相对安全的是(请同学们千万不要尝试做本实验) ()8.下列做法中符合安全用电的是()A.带有金属外壳的用电器使用时必须接地B.开关可以接在电灯和零线之间C.当电路中增添大功率用电器时,只有更换额定电流更大的保险丝D.使用试电笔时,手千万不要接触笔尾金属体9.下列做法符合安全用电要求的是()A.未断开电源时,直接更换灯泡B.发现有人触电时,直接用手把触电者拉开C.发现导线的绝缘部分有破损时一定要及时更换D.把用电器三脚插头中接地的脚弄掉后插入两孔插座使用10.在家庭电路中,下列有关插座、螺口灯泡、开关的连线正确的是()11.如图家庭电路连接正确,各元件均正常,有关说法正确的是()A.洗衣机接入三孔插座后电灯与洗衣机是串联的B.洗衣机接入三孔插座能使洗衣机金属外壳接地C.闭合开关时人接触B点或C点都可能引起触电D.断开开关时A、B两点都能使测电笔氖管发光12.家庭电路及家用电器在设计安装上都考虑到用电安全问题.下列措施中,与安全用电无关的是()A.控制家用电器的开关应安装在火线上B.连接各户的总开关上安装漏电保护器C.洗衣机、电冰箱等用电器应使用三线插头D.为使用方便安装插座13.某同学家室内的电灯均正常工作,当他把“220V 8W”的台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内电灯全部熄灭,发生这一现象的原因可能是A.插座处短路 B.台灯插头处短路 C.台灯开关处短路 D.台灯灯头处短路14.某家用电器正常工作时,通过的电流大约为5A,该用电器可能是()A.电视机 B.白炽灯C.洗衣 D.空调下列家庭电路中不符合要求的是 (15.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是()A.保险丝烧断一定是发生了短路B.只有220V电压才能引起人触电C.开关一定要接在零线上D.家用电器的金属外壳一定要接地16.下列做法不符合安全用电的是()A.将电水壶的金属外壳接地B.在家庭电路中插座与电灯连接必须是并联C.家庭电路布线时熔断器应在总开关之后D.使用测电笔时手不能接触笔尾金属体17.家庭电路中安装熔断器(其中安装熔丝、俗称“保险丝”),它的作用是()A.当电压过高时自动切断电路B.当发生触电时自动切断电路C.当用电器发生漏电时自动切断电路D.当电路中电流过大时自动切断电路18.以下涉及家庭用电的一些做法,符合要求的是()A.使用绝缘皮破损的插头 B.使用测电笔时,手与笔尾部金属电极接触C.控制电灯的开关接在零线上 D.用湿布擦抹插座19.关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是()A.家庭电路中的地线可以不接地B.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火C.熔丝被烧断后,可用铜丝代替熔丝接入电路D.发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线20.下列几种情况,符合安全用电原则的是()21.下列关于家庭电路的说法错误的是()A.洗衣机使用三孔插座能防止人触电B.电灯的开关装在火线或零线上都可以C.使用试电笔可以辨别家庭电路中的火线和零线D.保险丝被烧断,可能是电路中使用了大功率用电器或出现了短路故障22.下列四种做法,符合安全用电原则的是()A.将开关安装在灯泡和零线之间B.发生触电事故后,先切断电源再救人C.用湿抹布擦拭正亮着的台灯灯泡 D.使用测电笔时,手与笔尖金属体接触23.关于家庭电路,下列说法正确的是()A.空气开关“跳闸”不一定是出现了短路B.电灯的开关必须接在零线与电灯之间C.工作时的电冰箱和电视机可以是串联的D.工作的用电器越多,总电阻越大24.家庭电路的进户线是由_____________线和零线组成的,它们之间的电压是___________V,各种家用电器都是_____________联的。
电学专项突破3:电路安全问题方法点拨:为保证电路安全,需要考虑以下问题:1.电路中的电流既不能超过电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流值,又不能超过用电器的额定电流值。
2.用电器两端的电压既不能超过电压表的量程,又不能超过用电器的额定电压值。
3.如果各用电器串联,那么将各用电器的最小额定电流当做整个电路允许通过的最大电流;如果各用电器并联,那么将各用电器的最小额定电压当做整个电路的总电压。
1.(2022•铜仁市)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V 1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
闭合开关,保证各元件不损坏,下列选项正确的是()A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光B.电路中消耗的最大功率为4.8WC.滑动变阻器两端电压变化范围为9~10VD.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为140J2.(2022•兰州)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有“30Ω 1A”,定值电阻R0的阻值为10Ω,小灯泡L标有“6V 0.6A”,电流表的量程为0~3A。
不考虑灯丝电阻的变化,只闭合S,滑片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,下列说法错误的是()A.小灯泡的电阻为10ΩB.电源电压为15VC.小灯泡发光最暗时的功率约为1.4WD.电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1:83.(2022•泰安)如甲图所示,灯泡L标有“8V 4W”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”字样,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R2的电流随电压变化的图象如乙图所示。
在保证电路安全和电表不超量程的情况下,当闭合开关S、S1、S2时,通电30s,电路中电流所做的功为120J;当闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡的实际功率为P L;当闭合开关S1、S2,断开开关S时,定值电阻R2消耗的最小功率为P2。
家庭电路及安全用电家庭电路的组成及连接1.家庭电路的组成及连接顺序:进户线→电能表→总开关→保险装置→用电器及插座。
2.家庭电路的安装:(1)两孔插座:左零右火;(2)三孔插座:左零右火上接地;(3)开关:电灯与控制该电灯的开关串联,开关接在火线和电灯之间;(4)灯泡:螺旋套接零线,尾部的中心金属块通过开关接到火线上。
试电笔的使用1.火线和零线:火线和零线之间有220V 的电压,在正常情况下,零线在入户前已经和大地相连,故零线与大地之间无电压,火线和大地之间有220V的电压。
2.试电笔(1)用途:用来辨别火线和零线,检查金属外壳是否带电;(2)使用方法:手指按住笔卡或笔尾金属体,笔尖接触被测导线,若氖管发光,表示接触的是火线,反之为零线。
家庭电路中电流过大的原因1.家庭电路中电流过大的原因(1)短路;(2)电路的总功率过大。
2.家庭电路中保险丝烧断的原因(1)短路;(2)电路的总功率过大;(3)选择了额定电流过小的保险丝。
3.制作保险丝的材料必须具备的两个条件(1)电阻大。
(2)熔点低。
安全用电原则1.触电类型(1)低压触电;①单线触电:火线、人体和大地构成回路;②双线触电:火线、人体和零线构成回路。
(2)高压触电。
2.安全用电原则(1)不接触低压带电体,不靠近高压带电体(高压线、变压器等);(2)更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关;(3)不弄湿用电器,不损坏绝缘层;(4)保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换。
1.家庭电路中各元件按进户的连接顺序是()A.电能表,总开关,用电器,保险盒B.总开关,电能表,保险盒,用电器C.电能表,总开关,保险盒,用电器D.电能表,保险盒,总开关,用电器2.“珍爱生命,注意安全”是同学们日常生活中必须具备的意识。
下列有关安全用电的说法,不符合要求的是()A.发现有人触电时,应该先立即切断电源,再去救人B.更换灯泡、搬动电器时,不需要先断开电源开关C.安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体D.电冰箱、洗衣机等有金属外壳的电器,金属外壳应该接地线3.下列说法正确的是()A.电能表是测量电功率的仪表B.保险丝容易熔断,最好用铜线替代C.家庭电路中空气开关跳闸,不一定是发生了短路D.在使用试电笔时,手指一定不能接触试电笔尾部的金属体4.在生活中,我们有时会遇到以下几种情况,在下述情况中可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是()①电路中增加大功率的用电器②开关中的两个线头相碰③灯座中的两个线头相碰④有人触电A.①和②B.③和④C.①和③D.②和④5.图中,各元件在家庭电路中的连接符合安全用电原则的是()A.甲、乙B.甲、丁C.乙、丙D.丙、丁6.如图是小亮设计的家庭电路图,下列选项中正确的是()A.丙灯和丁灯是串联的B.试电笔接触M和N点时,氖管均不发光C.两孔插座和三孔插座的连接都正确D.丁灯的安装及开关的连接是正确的7.如图所示的四种情境中,下列说法错误的是()A.甲、丙都会触电B.乙不会触电C.丁中站在干燥木凳上的人会触电,站在地面上的人不会触电D.丁中两人都会触电8.如图是冰箱的三脚插头与三孔插座,三脚插头中较长的脚E与冰箱的相连,是为了防止时发生触电事故。
专题九 电路安全问题中学物理电学内容中还涉及到电路安全问题,如用电器的额定值问题、元件接入电路安全问题、安全用电问题。
中考中,电路安全问题占有一定比例,出现频率较高。
电路安全试题主要以选择题、填空题出现。
电路安全考题多以选择题形式出现,尤其是多选题,具有一定难度。
解答时需要照顾到电路中各个元件都要在额定值范围内工作。
在分析问题时常常会因为需要考虑的因素过多而出现选择题漏选的问题,导致答案不准确。
一、电路安全的含义1.测量仪表安全问题:电压表、电流表在使用中,被测值不能超过仪表的量程。
2.滑动变阻器:通过滑动变阻器的电流不能超过其允许通过的最大电流。
3.额定值:所有用电器工作时,其电压和通过的电流不能超过其额定值。
二、解题思路1.串联电路中,取单个元件的正常电流的电流最小值作为电路最大电流。
2.并联电路中,取单个元件的正常电压的电压最小值作为电路最大电压。
一、欧姆定律 1.欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
2.公式:RU I ,其中:U 为电源电压,I 为通过导体的电流R 为导体的电阻。
注意:应用欧姆定律的公式进行计算时,一定要统一到国际制单位后再进行计算。
欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I,U,R 是对同一段导体、同一时刻而言的。
二、电气设备额定值1.额定电压:用电器正常工作时所需的电压,叫做额定电压。
如果实际电压比额定电压高很多,很可能损坏用电器;如果实际电压比额定电压低很多,用电器就不能正常工作,有时还会损坏用电器。
2额定电流:用电器在额定电压下流过的电流叫额定电流。
例如,若灯泡标有“3.8V 0.3A ”字样,“3.8V ”是该小灯泡的额定电压,“0.3A ”是该小灯泡的额定电流。
一般每个用电器都标有额定电压和额定电流值。
对用电器造成损坏的原因往往是电流过大,实际电流大于额定电流时,易损坏用电器,实际电流小于额定电流时,用电器不能正常工作,有时易损坏用电器。
第十八章电功率专题训练电路安全问题1.如图,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为“0~0.6 A”,电压表的量程为“0~3 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 Ω 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( )A.电流表的示数最大为0.6 AB.灯泡消耗的最小功率为0.13 WC.电路消耗的最大电功率为2.8 WD.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 Ω第1题图第2题图2.如图所示,电源电压为4.5V,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“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V1.25W”(灯丝电阻不变)。
在保证小灯泡L 电流不超出额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )①小灯泡的额定电流是0.6A②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω③电压表示数变化范围是0~3V④电流表示数变化范围是0.3~0.5AA.只有②、④正确B.只有②、③正确C.只有①、④正确D.只有①、③正确3.如图所示,把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中,各表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变)。
闭合开关,下列说法正确的是( )A.滑动变阻器滑片向左滑动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变大B.电路的总功率最大值为10.8WC.小灯泡的电功率最小值为0.75WD.滑动变阻器允许调节的范围是24Ω—100Ω4.灯泡L标有“6V 6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压恒为10V,电流表的量程为“0﹣0.6A”,电压表的量程为“0﹣15V”,则下列说法正确的是( )A.灯泡L能正常发光,且电压表的示数为6VB.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为1VC.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为6W第4题图第5题图5.如图所示,电源电压恒为5V,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“3V 1.8W”字样。
一、初中物理家庭电路故障的分析问题1.随着家用电器的普及应用,“儿童安全插座”走入我们视线,“儿童安全插座”具有保护门双层互锁,当两级孔插入时,三孔依然处于封闭状态,能有效的防止触电事故的发生。
关于“儿童安全插座”下列说法正确的是()A.“儿童安全插座”上的开关接在火线上B.“儿童安全插座”白色保护门属于导体C.儿童触碰到“儿童安全插座”的白色安全门,电路就自动连通D.若“儿童安全插座”发生短路,家庭电路中的其它用电器仍能正常工作【答案】A【解析】【详解】A.家庭电路中开关是接在火线上的,所以说“儿童安全插座”上的开关接在火线上,A正确;B.“儿童安全插座”白色保护门是橡胶制成的,属于绝缘体,B错误;C.儿童触碰到“儿童安全插座”的白色安全门,保护门双层互锁,电路不会连通,C错误;D.若“儿童安全插座”发生短路,由于家庭电路中的其它用电器是并联的,其它用电器不能正常工作,D错误。
2.如图所示,闭合开关S后,发现电灯L不亮,且保险丝没有熔断。
某同学用试电笔测试如图的A、B、C、D四处,发现A、C、D这三处都能使试电笔的氖管发光,而B处不发光。
那么可以判定故障是()A.火线和零线短路B.电线AC段某处断路C.电线BD段某处断路D.电灯L短路【答案】C【解析】【分析】【详解】AD.若火线和零线短路,或者电灯L短路,那么会造成电路中的电流过大、保险丝熔断,而题中保险丝没有熔断,A、D项不合题意;B.假设电线AC段某处断路,那么用试电笔接触D处时,没有电流流过试电笔,在D处试电笔的氖管不发光,这与题中条件不符合,B项不合题意;C.假设电线BD段某处断路,那么试电笔接触A、C、D这三处时,都有电流流过试电笔,试电笔的氖管都能发光,接触B处时,电线BD段没有电流流过,没有电流流过试电笔,在B处试电笔的氖管不发光,这与题中条件相符合,所以故障是电线BD段某处断路,选项C符合题意。
故选C。
3.某家庭电路的组成如图所示。
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7 V,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“20 Ω 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________;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6 V不变,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,定值电阻R1的规格为“10 Ω0.5 A”,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω 1 A”.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】(2018·威海)如图所示,R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为40 Ω,电源电压保持4.5 V不变,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~3 V”.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12 V,定值电阻R1为12 Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω 1 A”字样,电流表A1量程为0~3 A,A2量程为0~0.6 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________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“20 Ω 1.5 A”字样,灯L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________,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0~3 A,电压表所接量程是0~15 V,则电路消耗的总功率变化范围是________.【拓展训练2】(2018·荆州)如图,已知电源电压为24 V,R2上标有“100 Ω 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0~0.6 A,电流表A的量程为0~3 A.(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.(2018·岳阳)如图,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为“0~0.6 A”,电压表的量程为“0~3 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 Ω 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()A.电流表的示数最大为0.6 AB.灯泡消耗的最小功率为0.13 WC.电路消耗的最大电功率为2.8 WD.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 Ω第1题图第2题图2.(2018·泸州)如图所示的电路,电源电压恒为9 V,电压表量程为0~6 V,滑动变阻器R的规格为“30 Ω 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________(填“0~0.6 A”或“0~3 A”)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.(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0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“20 Ω 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)4.(2018·遂宁改编)如图所示电路,电源电压18 V恒定不变,小灯泡上标有“12 V”的字样,滑动变阻器的规格为“200 Ω 1 A”,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~15 V”.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2 s内对小灯泡L做功12 J,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6 V,滑动变阻器R1标有“10 Ω2 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.答案例1 1~3 V 2~9 Ω 0.3~0.5 思路点拨P L U L 3 W 6 V 0.5 A 0.6 1 I L 0.5 U 2L P L (6 V )23 W12 Ω 7 V -6 V 1 VUR L +R 滑·R 滑拓展训练1 10~20 Ω 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R 2所在支路12 V12 Ω1 A0.6 A1.6 A 拓展训练1 不变 变小 4.8~12 W拓展训练2 (1)R L =U 2额P 额=(12 V )23 W=48 Ω (2) 闭合S ,断开S 1、S 2时,R 1与L 串联,灯L 正常发光, U 1=U 总-U L =24 V -12 V =12 V I =I L 额=P 额U 额=3 W 12 V =0.25 A R 1=U 1I =12 V0.25 A=48 Ω (3)当S 、S 1、S 2都闭合时,R 1、R 2并联,U 1=U 2=U 总=24 V I 1=U 1R 1=24 V48 Ω=0.5 A I干max=3 A ,I 2 max =I干max-I 1=3 A -0.5 A =2.5 A P 2 max =UI 2 max =24 V×2.5 A=60 W R 2max =100 Ω时,P 2 min =U 22R 2max =(24 V )2100 Ω=5.76 W R 2的电功率范围为5.76~60 W专题精练1.D 2.0~0.6 A 6 0.25 3.滑动变阻器的滑片移到最左端,其阻值最大,即R =20 Ω,且R 与L 串联又∵小灯泡的电阻为R L =U 2LP L =(5 V )22.5 W=10 Ω ∴通过小灯泡的电流I L =U R +R L = 6 V20 Ω+10 Ω=0.2 A 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U L ′=3 V 时,电路中电流最大,功率最大.则I 最大=U L ′R L =3 V 10 Ω=0.3 A P 总=UI 最大=6 V×0.3 A =1.8 W 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U L =12 V ,t =2 s 时电流对小灯泡做的功W L =12 J ,由W =UIt 可得,小灯泡L 正常发光时的电流:I L =W L U L t =12 J 12 V×2 s=0.5 A (2)因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6 A ,变阻器允许通过的最大电流为1 A ,所以,电路中的最大电流I 大=0.5 A ,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小.由I =U R可得,电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为:R总=UI大=18 V0.5 A=36 Ω,R L=U LI L=12 V0.5 A=24 Ω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-R L=36 Ω-24 Ω=12 Ω当电压表的示数U R=15 V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:U L′=U-U R=18 V-15 V=3 V 则电路中的最小电流:I小=U L′R L=3 V24 Ω=18A 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R大=U RI小=15 V18A=120 Ω则滑动变阻器接入电路的阻值在12~120 Ω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=UI2=6 V0.5 A=12 Ω(2)此时通过滑动变阻器的电流:I1=UR1=6 V10 Ω=0.6 A ∵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=0.6 A+0.5 A=1.1 A (3)电路消耗的最小总功率:P min=UI=6 V×1.1 A=6.6 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:I′=I1′+I2=2 A+0.5 A=2.5 A电路消耗的最大总功率:P max=UI′=6 V×2.5 A=15 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6.6~15 W.。
专项训练(十一) 电路安全问题一、选择题1.2017·苏州如图ZX11-1所示,电源电压4.5 V,定值电阻R0为10 Ω,滑动变阻器R规格为“20 Ω 2 A”,电流表和电压表量程分别为0~0.6 A和0~3 V。
闭合开关S,电路正常工作时,下列叙述正确的是( )图ZX11-1A.电流表示数最大值为0.6 AB.电压表示数范围为1~3 VC.滑动变阻器的功率可达0.5 WD.滑动变阻器阻值变化范围为5~10 Ω2.如图ZX11-2所示,电源电压为12 V,R0=60 Ω,滑动变阻器的规格为“50 Ω 2 A”,电流表的量程为0~0.6 A,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样。
不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。
则( )图ZX11-2A.S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8~50 ΩB.S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是2.25~3 WC.S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4 WD.S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30 Ω3.如图ZX11-3是一款电子秤,它的工作原理如图ZX11-4甲所示,其中E为干电池,电子秤示数表盘由电流表改装而成,R是一根长为6 cm、阻值为15 Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6 A;在b端时,电流表示数为0.15 A。
c是一根弹簧,其所受压力F与压缩量ΔL的关系如图乙所示(挂钩的重力不计,g取10 N/kg,不挂重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时滑片P在b端)。
下列说法正确的是( )图ZX11-3 图ZX11-4A.该电子秤中R0阻值为0.5 ΩB.闭合开关,不挂重物时电阻R0两端电压为6 VC.电子秤工作时,电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125~1.8 WD.当电路中的电流为0.3 A时,电子秤称重示数为4 kg二、计算题4.2017·德阳如图ZX11-5所示,小灯泡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,滑动变阻器R的最大电阻为120 Ω。
只闭合S1,滑片置于a点时,滑动变阻器连入电路中的电阻为R a,且R a∶R0=6∶5,灯L正常发光,电流表示数为I a。
只闭合S2,移动滑片,当滑片置于b点时,电流表示数为I b,此时电压表示数与滑片置于a点时相等,I a∶I b=5∶3。
(灯丝电阻不随温度变化,图中未画出a、b两点)(1)求小灯泡的电阻。
(2)求定值电阻R0和电源电压U。
(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,滑动变阻器连入电路的最小电阻为多少?在电表的示数不超过量程,只闭合S2时,电路消耗的最小功率为多少?图ZX11-5参考答案1.C [解析] 根据电路图可知,电压表测量的是定值电阻R0两端的电压,根据它的量程选择,R0两端的电压最大是3 V,所以电路中的最大电流I大=U0R0=3 V10 Ω=0.3 A,所以A错误;当滑动变阻器移到最右端时,R接入电路的阻值最大,此时电路中电流最小,I 小=U R 0+R = 4.5 V10 Ω+20 Ω=0.15 A ,这时电压表的示数U′0=I 小R 0=0.15 A ×10 Ω=1.5 V ,所以电压表的示数范围是1.5~3 V ,所以B 错误;当电压表的示数为3 V 时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路的阻值最小R 小=U -U 0I 大=4.5 V -3 V0.3 A=5 Ω,但滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,此时电流表、电压表都未超过量程,所以D 错误;在滑动变阻器的滑片移动过程中,当滑片P 在中点时,滑动变阻器的功率最大,为P 大=⎝⎛⎭⎪⎪⎫U R 0+12R 2·12R =⎝ ⎛⎭⎪⎫4.5 V 10 Ω+10 Ω2×10 Ω=0.50625 W ,所以C 正确。
2.D [解析] S 闭合,S 1、S 2都断开时,滑动变阻器与L 串联,小灯泡上标有“6 V 3 W ”字样。
小灯泡电阻R L =U L 额2P L 额=(6 V )23 W =12 Ω,小灯泡正常发光时的电流I L =P L 额U L 额=3 W 6 V =0.5 A ,则滑动变阻器接入电路的最小阻值R 小=U -U L 额I L =12 V -6 V0.5 A=12 Ω;滑动变阻器的规格为“50 Ω 2 A ”,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12~50 Ω,故A 错误。
S 闭合,S 1、S 2都断开时电路中的最小电流I 最小=U R L +R 滑=12 V 12 Ω+50 Ω=631 A ,则灯泡的最小功率P L 最小=I 最小2R L =⎝ ⎛⎭⎪⎫631 A 2×12 Ω≈0.45 W ,故B 错误。
S 、S 1、S 2都闭合时,滑动变阻器与R 0并联,流经R 0的电流I 1=U R 0=12 V60 Ω=0.2 A ;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I 2=U R 滑=12 V 50 Ω=0.24 A ,则此时干路上的最小电流I′最小=I 1+I 2=0.2 A +0.24 A =0.44 A ,电路消耗的总功率最小值为P 最小=UI′最小=12 V ×0.44 A =5.28 W ,故C 错误。
由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6 A ,则此时电路消耗的总功率最大,电路中的总电阻R 总=U I 大=12 V 0.6 A=20 Ω,因滑动变阻器与R 0并联,则1R 总=1R 0+1R′滑,即120 Ω=160 Ω+1R′滑,解得R′滑=30 Ω,故D 正确。
3.C [解析] 由题图可知,滑片在a 端时,电路为R 0的简单电路,电路中的电流I a =0.6 A ,电源电压U =I a R 0=0.6 A×R 0;滑片在b 端时,R 与R 0串联,电路中的电流I b =0.15 A ,电源电压U =I b (R +R 0)=0.15 A ×(15 Ω+R 0),因电源电压不变,所以,0.6 A ×R 0=0.15 A ×(15 Ω+R 0),解得:R 0=5 Ω,故A 错误。
电源电压U =I a R 0=0.6 A ×5 Ω=3V ,所以,不称量重物时R 0两端的电压为3 V ,故B 错误。
当滑片在a 端时,电阻R 0消耗的电功率最大,则P 最大=I a 2R 0=(0.6 A)2×5 Ω=1.8 W ;滑片在b 端时,电阻R 0消耗的电功率最小,则P 最小=I b 2R 0=(0.15 A)2×5 Ω=0.1125 W ,所以电子秤工作时,电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125~1.8 W ,故C 正确。
当电路中的电流为0.3 A 时,电路中的总电阻R 总=U I =3 V0.3 A =10 Ω,滑动变阻器连入电路的阻值R ′=R 总-R 0=10 Ω-5 Ω=5 Ω,由题意可知,此时弹簧的压缩量ΔL =6 cm15 Ω×5 Ω=2 cm ,由图丙可知,此时弹簧所受压力为20 N ,即G =F =20 N ,物体的质量m=G g =20 N 10 N/kg=2 kg ,故D 错误。
4.解:(1)灯泡的电阻R L =U 额2P 额=(6 V )23 W=12 Ω。
(2)只闭合S 2时,滑动变阻器R 和定值电阻R 0串联,当滑片置于b 点时,设电压表示数为U b ,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R b ,根据欧姆定律可得,此时电路中电流(即电流表示数)为I b =U bR b ,则根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电源电压:U =I b (R b +R 0)=U bR b(R b +R 0)①。
只闭合S 1时,滑动变阻器R 和灯泡L 串联,当滑片置于a 点时,设电压表示数为U a ,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R a ,此时电路中电流(即电流表示数)为I a =U a R a ,且此时灯正常发光,则I a =I L =P 额U 额=3 W6 V =0.5 A ②;由题意可知I a ∶I b =5∶3,即U a R a ∶U bR b=5∶3;已知滑片置于a 、b 两点时电压表示数相等,即U a =U b ,所以5R a =3R b ;已知R a ∶R 0=6∶5, 则R a =65R 0③,所以,R b =2R 0④。
根据串联电路的电阻特点和欧姆定律得:U =I a (R a +R L )=53I b (R a +R L )=53×U bR b×(R a +12 Ω)⑤,联立①②③④⑤解得:R 0=20 Ω,U =18 V 。
(3)只闭合S 1时,滑动变阻器R 和灯泡L 串联, 电流表量程为0~0.6 A ,灯泡的额定电流I L =0.5 A ,则电流表的最大示数不大于灯泡的额定电流,所以电路中的最大电流应等于灯泡的额定电流0.5 A ,根据欧姆定律可得,此时电路中的最小总电阻R 总小=UI 最大=18 V 0.5 A=36 Ω,所以滑动变阻器连入电路的最小电阻为R 滑小=R 总小-R L =36 Ω-12 Ω=24 Ω。
只闭合S 2时,滑动变阻器和定值电阻R 0串联,要使电路消耗的功率最小,则滑动变阻器连入电路的阻值最大,设滑动变阻器连入电阻的最大值为R 最大,此时滑动变阻器两端的电压可以达到电压表的最大量程U 最大=15 V ,则U -U 最大R 0=U 最大R 最大,即18 V -15 V 20 Ω=15 V R 最大,解得R 最大=100 Ω;而由题意知滑动变阻器R 的最大电阻为120 Ω,即滑动变阻器连入电路的阻值最大可以达到100 Ω; 则电路中的电流最小为I 最小=U 最大R 最大=15 V 100 Ω=0.15 A ,电路消耗的最小功率P 最小=UI 最小=18 V ×0.15 A =2.7 W 。