九年级物理小专题(一)电功率之电路安全问题(习题PPT)人教9下

6．(多选)(2020·龙东)如图所示，电源电压为 6 V 保持不变，电阻 R1 的阻值为 5 Ω，滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”的字样．在元件安 全的情况下，移动滑动变阻器滑片 P 的过程中，则( AC )
A．R1 的功率范围 5 W～0.8 W B．R1 的功率范围 7.2 W～0.8ห้องสมุดไป่ตู้W C．R2 的最大功率是 1.8 W D．R2 的最大功率是 1.6 W
物理
第十八章 电功率
小专题(一) 电功率之电路安全问题
01 典例精讲
【例】 如图甲所示，R 的阻值为 5 Ω，滑动变阻器 R0 的最大阻 值为 40 Ω，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，R0 两端的电压最大为 4 V，电路中电流的变化范 围是 0.9～0.1 A，电路消耗的功率范围是 4.05～0.45 W.
(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，有电路消耗的最小功率 Pmin，
此时，R1 两端的电压： U′1＝U－U2＝12 V－3 V＝9 V 通过 R1 的电流：I′1＝UR′11＝1290VΩ＝0.075 A 故电路消耗的最小功率： Pmin＝UI′1＝12 V×0.075 A＝0.9 W
【变式1】 若将量程为0～3 V的电压表接入电路中，如图乙所 示，为保证电压表安全，滑动变阻器允许调节的阻值范围是 0～10 Ω.
【变式2】 再将量程为0～0.6 A的电流表接入图乙的电路中，如 图丙所示，要使电流表和电压表都安全，滑动变阻器允许调节的阻值 范围是 2.5～10 Ω，R消耗的最小功率为 0.45 W.
4．如图所示的电路中，电源电压为 20 V，定值电阻 R 为 30 Ω， 滑动变阻器标有“50 Ω 0.6 A”字样，电压表选用的量程是 0～15 V， 在该电路正常使用的情况下，电路中电流的最大值为 0.5 A，电路中 的功率的变化范围是 5～10 W.
5．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 2.5 Ω， R1 消耗的最小功率为 0.45 W.
(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，电路消耗的最小功率是多少？
解：(1)当断开 S2，闭合 S 和 S1，滑片 P 移到 B 端时，电路为灯泡 L 的简单电路，灯泡刚好正常发光，
7．(2020·滨州)如图所示，电源电压 4.5 V 保持不变，电流表的量 程为 0～0.6 A，电压表的量程为 0～3 V，灯泡 L 标有“3 V 1.5 W” 字样，滑动变阻器 R 标有“20 Ω 1 A”字样．闭合开关 S，调节滑动 变阻器滑片 P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化．求：
所以电源电压 U＝UL＝12 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 U1＝UL＝U＝12 V 通过灯泡的电流：IL＝UPL＝162WV＝0.5 A
通过 R1 的电流：I1＝UR11＝11220VΩ＝0.1 A 干路电流：I＝I1＋IL＝0.1 A＋0.5 A＝0.6 A 故 1 min 内电路消耗的电能： W＝UIt＝12 V×0.6 A×60 s＝432 J
2．如图所示，电源电压为 9 V，电流表量程为 0～0.6 A，小灯泡 的规格为“6 V 4 W”，为使电路安全，滑动变阻器连入电路的最小 值为 6 Ω.(不考虑灯丝电阻变化)
3.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“50 Ω 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 0.48 A；在滑片移动过程中，电路的最大功率为 19.2 W.
(1)灯泡正常工作时的电流和电阻． (2)灯泡正常工作 1 min 所放出的热量． (3)在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范 围．
解：(1)灯泡 L 正常工作时的电流： IL＝UPLL＝1.35VW＝0.5 A 灯泡 L 的阻值：RL＝UILL＝03.5VA＝6 Ω (2)灯泡正常工作 1 min 所放出的热量即电流所做的功：Q＝W＝PLt ＝1.5 W×60 s＝90 J
I′＝U－RUL2′＝4.5
V－3 6Ω
V＝0.25
A
此时滑动变阻器连入电路的电阻： R′＝UI′2′＝0.325VA＝12 Ω 所以滑动变阻器连入电路的电阻变化范围 3～12 Ω.
8．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 R1＝120 Ω，滑动变阻器 R2 上标有“50 Ω 1 A”字样， 电压表的量程选用“0～3 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：
【变式 3】 再将规格为“2 V 1 W”的小灯泡接入图丙中替换电 阻 R，如图丁所示，在保证电路中所有元件都安全的情况下，滑动变阻 器允许调节的阻值范围是 5～8 Ω，电路中消耗的最大功率为 2.25 W.(不考虑灯丝电阻变化)
02 针对训练
1．灯泡 L1、L2 分别标有“10 V 10 W”和“9 V 5.4 W”的字 样，将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是 15 V；并联 时干路允许的最大电流为 1.5 A．(不考虑灯丝电阻变化)
(3)闭合开关，灯泡 L 和滑动变阻器串联，电路中的最大电流等于
灯泡正常工作时的电流 I＝IL＝0.5 A，灯泡 L 正常发光，此时滑动变阻 器两端的电压：
U2＝U－UL＝4.5 V－3 V＝1.5 V
滑动变阻器连入电路的电阻：R＝UI2＝10..55 AV＝3 Ω
当电压表的示数为最大 U2′＝3 V 时，电路中电流：