专题5 电路安全问题

A．16 V 1 A C．6 V 2.2 A
B．10 V 2.2 A D．6 V 1.8 A
专题5┃ 电路安全问题
一、选择题
1．标有“2 V 1 W”字样的小灯泡和标有“20 Ω 1 A”字
样的滑动变阻器，连接在如图 T5－7 所示的电路中，其中
电源电压为 6 V，电流表的量程为“0～0.6 A”，电压表的
专题5 电路安全问题
一、概述
电路安全
电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡等用电器 都有允许的最大电流和电压范围，如果将它们连 接在一起，就对电路中的最大电流及两端的最大 电压有所限制，否则容易烧坏部分电路元件
电路中的电压表、电流表的测量值不能超出量程； 通过滑动变阻器的电流不能超出允许的最大电流； 通过小灯泡的电流或两端的电压不能超出额定值
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类型二 并联电路
例 2 如图 T5－5 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 的量程为 0～3 A，A2 的量程为 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 滑片移动的过程中，电路消耗的最大功率为_1_9_._2____W。
③确定最小电流：滑动变阻器接入电路电阻最大时，电路电流最小(若电压表测量滑动变阻器两
端电压，需考虑其量程限制)，此时：R 灯＝5 Ω，I 小＝5
4.5 V Ω＋20
Ω＝0.18
A
④进行判断：电流表示数变化范围是 0.18～0.5 A；滑动变阻器接入的最小电阻为(小灯泡
正常发光，电流最大时)R
小＝4.5
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三、思路图解
电路安全
串联电路
取单个元件的正常电流的 最小值为电路的最大电流
并联电路
取单个元件的正常电压的 最小值为电路的最大电压
依据“照顾弱者”的原则进行取值
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类型一 串联电路
例 1 小伟同学用如图 T5－3 所示的电路测小 灯泡的功率。电路中电源电压恒为4.5 V，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“2.5 V 1.25 W”字样。若闭合开关，两电表 的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不允许超过额定 值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的是 ( D ) A．滑动变阻器的电阻允许调节的
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【思路点拨】
①明确电路连接：两电阻并联，电流表A1测量干路 电流，电流表A2测量滑动变阻器R2所在支路电流
②三步确定最大电流：A.定值电阻电流
I1＝1122
V Ω＝1
A；B.滑动变阻
器所在支路电流：滑动变阻器最大允许电流为 1 A，电流表 A2 量程为 0～ 0.6 A，故 I2＝0.6 A；C.干路最大电流为 I 大＝1 A＋0.6 A＝1.6 A
且保持不变，滑动变阻器R1 标有“1 A 10 Ω”的字样。
当滑动变阻器的滑片 P 在最右端时，闭合开关 S，通过
③进行判断：当滑动变阻器的阻值接入一半时，R2＝25 Ω，此时通过它 的电流为 I1＝2152 ΩV ＝0.48 A(注意分析是否超出电流表量程)；电路消耗 最大功率(即电路中电流最大时)为：P 大＝UI 大＝12 V×1.6 A＝19.2 W
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【针对训练 】
2．如图 T5－6 所示，电阻 R1 标着“10 Ω 1 A”字样，R2 标着“5 Ω 1.2 A”字样，电流表 A1、A2 的量程均为 0～ 3 A，电压表量程为 0～15 V，在 a、b 之间接入电压可调的 电源。闭合开关 S 后，为保证 R1、R2 均不被损坏，则允许 加的电源电压和通过电流表 A1 的电流不得超过 ( D )
量程为“0～3 V”。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，
电流表、电压表示数的变化范围是
(D )
A．0.25～0.6 A 1～2 V C．0.25～0.5 A 1.5～2 V
B．0.3～0.5 A 1～1.5 V
D．0.25～0.5 A 1～2 V
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2．如图 T5－8 所示的电路，电源电压为3 V
范围是 0～20 Ω B．电流表示数的变化范围是 0～1 A C．灯泡的最小功率是 1.25 W D．该电路的最大功率是 2.25 W
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【思路点拨】
①明确电路连接：小灯泡与滑动变阻器串联，电 流表测量电路电流，电压表测量小灯泡两端电压
②确定最大电流：A.小灯泡允许的最大电流为其额定电流 I＝UP＝12.2.55VW＝0.5 A； B.电流表允许的最大电流为 0.6 A；C.滑动变阻器允许的最大电流为 1 A。为了电路 安全(照顾弱者)，电路允许的最大电流为 I 大＝0.5 A
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二、知识储备
1．串联电路 如图 T5－1 甲、乙所示，由于 L1、L2(滑动变阻器)是串联连 接的，且都有各自的允许最大电流，故应取小电流为电路中 的串联电流，再进行相关计算。
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2．并联电路 如图 T5－2 甲所示，由于 L1、L2 是并联的，且都有各自的最 大电压，故应取小电压进行相关计算；图乙中由于干路中电 流表有最大电流限制，因此在考虑最大电压的同时，还要考 虑最大电流。
V－2.5 0.5 A
V＝4
Ω，则允许调节的范围是
4～20
Ω；灯泡的
最小功率(电流最小时)为 P 小＝I2小R 灯＝(0.18 A)2×5 Ω＝0.162 W；该电路的最大功率(电阻
最小时)为 P 大＝UI 大＝4.5 V×0.5 A＝2.25 W。故 D 正确
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【针对训练】
1．如图 T5－4 所示，电源电压为 18 V 且保持不 变，电压表的量程为0～15 V，电流表的量程为0～0.6 A，滑 动变阻器的最大阻值为100 Ω，小灯泡 L 标有“6 V 3 W” 字样。闭合开关 S，当灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率 为____6____W；若灯泡的电阻不变，在保证电路各元件安全 的情况下，滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围为 _2_4～__6_0__Ω___。