1、专项训练(十一)电路安全问题一、选择题12017苏州如图ZX111所示，电源电压4.5 V，定值电阻R0为10 ，滑动变阻器R规格为“20 2 A”，电流表和电压表量程分别为00.6 A和03 V。闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是().图ZX111A电流表示数最大值为0.6 AB电压表示数范围为13 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510 2如图ZX112所示，电源电压为12 V，R060 ，滑动变阻器的规格为“50 2 A”，电流表的量程为00.6 A，小灯泡上标有“6 V3 W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全。则()图ZX112AS闭合，S
2、1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是850 BS闭合，S1、S2都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是2.253 WCS、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4 WDS、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 3如图ZX113是一款电子秤，它的工作原理如图ZX114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 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L的关系如图乙所示(挂钩的重力不计，g取10 N/kg，
3、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ZX113图ZX114A该电子秤中R0阻值为0.5 B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0.11251.8 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42017德阳如图ZX115所示，小灯泡L上标有“6 V3 W”字样，电流表量程为00.6 A，电压表量程为015 V，滑动变阻器R的最大电阻为120 。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Ra，且RaR065，灯L正常发光，电流表示数为Ia。只闭合S2，移
4、动滑片，当滑片置于b点时，电流表示数为Ib，此时电压表示数与滑片置于a点时相等，IaIb53。(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ZX115参考答案专项训练1C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
5、阻值最大，此时电路中电流最小，I小0.15 A，这时电压表的示数U0I小R00.15 A10 1.5 V，所以电压表的示数范围是1.53 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5 ，但滑动变阻器的最大阻值为20 ，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R10 0.50625 W，所以C正确。2D解析 S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与L串联，小灯泡上标有“6 V3 W”字样。小灯泡电阻RL12 ，小灯泡正常发光时的电流IL0.5 A，则滑动变阻器接入电路
6、的最小阻值R小12 ；滑动变阻器的规格为“50 2 A”，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是1250 ，故A错误。S闭合，S1、S2都断开时电路中的最小电流I最小 A，则灯泡的最小功率PL最小I最小2RL12 0.45 W，故B错误。S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器与R0并联，流经R0的电流I10.2 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I20.24 A，则此时干路上的最小电流I最小I1I20.2 A0.24 A0.44 A，电路消耗的总功率最小值为P最小UI最小12 V0.44 A5.28 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
7、的总功率最大，电路中的总电阻R总20 ，因滑动变阻器与R0并联，则，即，解得R滑30 ，故D正确。3C解析 由题图可知，滑片在a端时，电路为R0的简单电路，电路中的电流Ia0.6 A，电源电压UIaR00.6 AR0；滑片在b端时，R与R0串联，电路中的电流Ib0.15 A，电源电压UIb(RR0)0.15 A(15 R0)，因电源电压不变，所以，0.6 AR00.15 A(15 R0)，解得：R05 ，故A错误。电源电压UIaR00.6 A5 3 V，所以，不称量重物时R0两端的电压为3 V，故B错误。当滑片在a端时，电阻R0消耗的电功率最大，则P最大Ia2R0(0.6 A)25 1.8 W
8、；滑片在b端时，电阻R0消耗的电功率最小，则P最小Ib2R0(0.15 A)25 0.1125 W，所以电子秤工作时，电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.11251.8 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10 ，滑动变阻器连入电路的阻值RR总R010 5 5 ，由题意可知，此时弹簧的压缩量L5 2 cm，由图丙可知，此时弹簧所受压力为20 N，即GF20 N，物体的质量m2 kg，故D错误。4解：(1)灯泡的电阻RL12 。(2)只闭合S2时，滑动变阻器R和定值电阻R0串联，当滑片置于b点时，设电压表示数为Ub，此时滑动变阻器接入电路的阻值为Rb，根据欧姆定律可得，
9、此时电路中电流(即电流表示数)为Ib，则根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电源电压：UIb(RbR0)(RbR0)。只闭合S1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Ua，此时滑动变阻器接入电路的阻值为Ra，此时电路中电流(即电流表示数)为Ia，且此时灯正常发光，则IaIL0.5 A；由题意可知IaIb53，即53；已知滑片置于a、b两点时电压表示数相等，即UaUb，所以5Ra3Rb；已知RaR065，则RaR0，所以，Rb2R0。根据串联电路的电阻特点和欧姆定律得：UIa(RaRL)Ib(RaRL)(Ra12 )，联立解得：R020 ，U18 V。(3)只闭合S1时，
10、滑动变阻器R和灯泡L串联，电流表量程为00.6 A，灯泡的额定电流IL0.5 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36 ，所以滑动变阻器连入电路的最小电阻为R滑小R总小RL36 12 24 。只闭合S2时，滑动变阻器和定值电阻R0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，即，解得R最大100 ；而由题意知滑动变阻器R的最大电阻为120 ，即滑动变阻器连入电路的阻值最大可以达到100 ；则电路中的电流最小为I最小0.15 A，电路消耗的最小功率P最小UI最小18 V0.15 A2.7 W。
