1、1滚动小专题(八) 电路安全问题(“极值”和“范围”)01 典例精析类型 1 串联电路如图甲所示， R 的阻值为 5 ，滑动变阻器 R0的最大阻值为 40 ，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 03 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_010_.(3)再将量程为 00.6 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_2.510_， R 消耗的最小功率为
2、_0.45_W.【变式训练 1】 如图所示，电源电压恒为 7 V，电压表量程为 03 V，电流表量程为 00.6 A，滑动变阻器的规格为“20 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_13_V_；滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为_29_；电流表示数变化范围为_0.30.5_A_【变式训练 2】 如图所示，电源电压保持 6 V 不变，电流表量程为 00.6 A，电压表量程为 03 V，定值电阻 R1的规格为“10 0.5 A”，滑动变阻器 R2的规格为“20 1 A”闭合开关，为了保证电
3、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_1020_，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为 12 ，滑动变阻器 R2标有“50 1 A”字样，电流表 A1量程为 03 A，A 2量程为 00.6 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 3】 如图所示，变阻器 R 标有“20 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
4、过程中，电压表示数_不变_，电流表示数_变小_(填“变大”“变小”或“不变”)；保持 S1、S 2闭合，如果电流表所接量程是 03 A，电压表所接量程是 015 V，则电路消耗的总功率变化范围是_4.812_W_2【变式训练 4】 (2018荆州)如图，已知电源电压为 24 V， R2上标有“100 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 00.6 A，电流表 A 的量程为 03 A. (1)求灯泡正常工作时的电阻；(2)当闭合 S，断开 S1，S 2时，灯泡正常工作，求 R1的电阻；(3)当 S、S 1、S 2都闭合时，调节滑动变阻器，求 R2的电功率变化
5、范围解：(1) RL 48 （ 12 V） 23 W(2)闭合 S，断开 S1、S 2时， R1与 L 串联，灯 L 正常发光， U1 U 总 UL24 V12 V12 VI IL 额 0.25 AP额U额 3 W12 VR1 48 U1I 12 V0.25 A(3)当 S、S 1、S 2都闭合时， R1、 R2并联， U1 U2 U 总 24 VI1 0.5 AU1R1 24 V48 I 干 max3 A， I2 max I 干 max I13 A0.5 A2.5 AP2 max UI2 max24 V2.5 A60 WR2max100 时， P2 min 5.76 W（ 24 V） 210
6、0 R2的电功率范围为 5.7660 W02 专题训练1(2018岳阳)如图，电源电压恒为 4.5 V，电流表的量程为 “00.6 A”，电压表的量程为“03 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 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(D)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 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 06 V，滑动变阻器 R 的规格为“30 1 A”，
7、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_00.6_A_(填“00.6 A”或“03 A”)最恰当，滑动变阻器接入电路中的最小阻值应为_6_；电路中电流的最小值应为_0.25_A.33(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 03 V，电流表的量程为00.6 A，滑动变阻器的规格为“20 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
8、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)解：滑动变阻器的滑片移到最左端，其阻值最大，即 R20 ，且 R 与 L 串联又小灯泡的电阻为 RL 10 （ 5 V） 22.5 W通过小灯泡的电流 IL 0.2 AUR RL 6 V20 10 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UL3 V 时，电路中电流最大，功率最大则I 最大 0.3 AULRL 3 V10 P 总 UI 最大 6 V0.3 A1.8 W4(2018成都)如图所示，电源电压保持不变，
9、灯泡上标有“12 V 6 W”字样，定值电阻 R1120 ，滑动变阻器 R2上标有“50 1 A”字样，电压表的量程选用 “03 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：(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，灯泡刚好正常发光所以电源电压 U UL12 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 U12
10、 V通过灯泡的电流 IL 0.5 APUL 6 W12 V通过 R1的电流 I1 0.1 AU1R1 12 V120 干路电流 I I1 IL0.1 A0.5 A0.6 A故电路消耗的电能 W UIt12 V0.6 A60 s432 J(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 U23 V 时，有电路消耗的最小功率 Pmin，此时， R1两端的电压 U3 U U29 V通过 R1的电流 I3 0.075 AU3R1 9 V120 故电路消耗的最小功率 Pmin UI312 V0.075 A0.9 W45如图所示，电源电压为 6 V，滑动变阻
11、器 R1标有“10 2 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解：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 12 UI2 6 V0.5 A(2)此时通过滑动变阻器的电流：I1 0.6 AUR1 6 V10 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 I20.6 A0.5 A1.1 A(3)电路消耗的最小总功率：Pmin UI6 V1.1 A6.6 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 I22 A0.5 A2.5 A电路消耗的最大总功率：Pmax UI6 V2.5 A15 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 6.615 W.
