小专题(五) 电路安全问题(“极值”和“范围”)

小专题(五)电路安全问题(“极值”和“范围”)

类型1串联电路

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，求：

(1)R0两端的电压最大为__4__V，电路最大电流为__0.9__A.

(2)若将电压表的0～3 V的量程接入电路中，如图乙所示，要使电压表在电路中不被烧坏，滑动变阻器允许调节的阻值范围是__0～10__Ω.

(3)再将量程为0～0.6 A的电流表接入电路中，如图乙所示，要使电流表和电压表都不被烧坏，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.

【变式训练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__10～20__Ω__，电阻R1消耗的最大电功率为__0.9__W.

类型2并联电路

如图所示，电源电压为12 V，定值电阻R1的阻值为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.

【变式训练2】

如图所示，滑动变阻器R标有“20 Ω 1.5 A”字样，灯L标有“6 V 3 W”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__不变__，电流表示数__变小__(前两空填“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__4.8～12__W__．

1．灯泡L1、L2分别标有“10 V10 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)

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)

第2题图 第3题图

3．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“30 Ω 1 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，滑动变阻器连入电路的最小阻值为__10__Ω，电路的最大功率为__10__W.

4．如图所示，灯泡L 的电阻为50 Ω、额定功率为2.5 W ，滑动变阻器R 的最大电阻为200 Ω，电源电压为10 V 保持不变．闭合开关，移动滑动变阻器的滑片．不考虑灯泡电阻随温度的变化，灯泡L 消耗的最大功率是__2__W ，电压表的读数变化范围是__0～8__V__．

第4题图 第5题图

5．(2019·东营)如图所示是测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6 V ，电流表量程为0～0.6 A ，电压表量程为0～3 V ，滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A ”，小灯泡规格为“2.5 V 0.625 W ”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是(B)

A ．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大

B ．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25 A

C ．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50 Ω

D ．电路的最大电功率是2.5 W

6．(2018·荆州)如图，已知电源电压为24 V ，R 2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A 1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S 1、S 2时，灯泡正常工作，求R 1的电阻；

(3)当S 、S 1、S 2都闭合时，调节滑动变阻器，求R 2的电功率变化范围． 解：(1)灯泡正常工作时的电阻：

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，

R 1两端电压：U 1＝U 总－U L ＝24 V －12 V ＝12 V

电路中电流：I ＝I L 额＝P 额U 额＝3 W 12 V

＝0.25 A R 1的阻值：R 1＝U 1I ＝12 V 0.25 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

通过R 1的电流：I 1＝U 1R 1＝24 V 48 Ω

＝0.5 A 干路最大电流：I 干max ＝3 A

通过R 2的最大电流：

I 2 max ＝I 干max －I 1＝3 A －0.5 A ＝2.5 A

R 2消耗的最大功率：

P 2 max ＝UI 2 max ＝24 V ×2.5 A ＝60 W

当R 2接入电路中电阻最大为100 Ω时，R 2的电功率最小，最小电功率：

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