中考物理復(fù)習(xí)第九單元電流和電路歐姆定律專題9電路安全問題 一、選擇題 1．[20xx蘇州]如圖ZX9－1所示，電源電壓4.5V，定值電阻R0為10Ω，滑動(dòng)變阻器R規(guī)格為“20Ω　2A”，電流表和電壓表量程分別為0～0.6A和0～3V。閉合開關(guān)S，電路正常工作時(shí)，下列敘述正確的是(　　) A．電流表示數(shù)最大值為0.6A B．電壓表示數(shù)范圍為1～3V C．滑動(dòng)變阻器的功率可達(dá)0.5W D．滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為5～10Ω 圖ZX9－1 　　　　圖ZX9－2 2．如圖ZX9－2所示，電源電壓為12V，R0＝60Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω　2A”，電流表的量程為0～0.6A，小燈泡上標(biāo)有“6V　3W”字樣。不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全。則(　　) A．S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是8～50Ω B．S閉合，S1、S2都斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，燈泡的功率變化范圍是2.25～3W C．S、S1、S2都閉合時(shí)，電路消耗的總功率最小值為2.4W D．S、S1、S2都閉合，當(dāng)電路消耗的總功率最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是30Ω 　圖ZX9－3 3．如圖ZX9－3是一款電子秤，它的工作原理如圖ZX9－4甲所示，其中E為干電池，電子秤示數(shù)表盤由電流表改裝而成，R是一根長為6cm、阻值為15Ω的均勻電阻絲，滑片在a端時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A；在b端時(shí)，電流表示數(shù)為0.15A。c是一根彈簧，其所受壓力F與壓縮量ΔL的關(guān)系如圖乙所示(掛鉤的重力不計(jì)，g取10N/kg，不掛重物時(shí)滑片P剛好在電阻絲的a端，所稱物重最大時(shí)滑片P在b端)。下列說法正確的是(　　) 圖ZX9－4 A．該電子秤中R0阻值為0.5Ω B．閉合開關(guān)，不掛重物時(shí)電阻R0兩端電壓為6V C．電子秤工作時(shí)，電路中電阻R0消耗的電功率范圍是0.1125～1.8W D．當(dāng)電路中的電流為0.3A時(shí)，電子秤稱重示數(shù)為4kg 二、計(jì)算題 4．圖ZX9－5所示，是小勇設(shè)計(jì)的某電器設(shè)備的部分電路。電源電壓9V保持不變，燈泡L標(biāo)有“8V　4W”字樣，電流表的量程為0～3A，電壓表的量程為0～15V，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為20Ω。閉合開關(guān)S和S1時(shí)，電路消耗的功率為4.05W。(不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化)求： (1)小燈泡L的電阻； (2)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，通過電流表的最小電流； (3)在不超過電表量程和燈泡額定電壓的條件下，只閉合開關(guān)S2時(shí)滑動(dòng)變阻器R2的電功率變化范圍。 圖ZX9－5 參考答案 1．C　[解析] 根據(jù)電路圖可知，電壓表測(cè)量的是定值電阻R0兩端的電壓，根據(jù)它的量程選擇，R0兩端的電壓最大是3 V，所以電路中的最大電流I大＝＝＝0.3 A，所以A錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器移到最右端時(shí)，R接入電路的阻值最大，此時(shí)電路中電流最小，I?。剑剑?.15 A，這時(shí)電壓表的示數(shù)U′0＝I小R0＝0.15 A10 Ω＝1.5 V，所以電壓表的示數(shù)范圍是1.5～3 V，所以B錯(cuò)誤；當(dāng)電壓表的示數(shù)為3 V時(shí)，電路中的電流最大，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小R?。剑剑? Ω，但滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20 Ω，此時(shí)電流表、電壓表都未超過量程，所以D錯(cuò)誤；在滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)過程中，當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率最大，為P大＝R＝10 Ω＝0.50625 W，所以C正確。 2．D　[解析] S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器與L串聯(lián)，小燈泡上標(biāo)有“6 V　3 W”字樣。小燈泡電阻RL＝＝＝12 Ω，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流IL＝＝＝0.5 A，則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值R小＝＝＝12 Ω；滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50 Ω　2 A”，故滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是12～50 Ω，故A錯(cuò)誤。S閉合，S1、S2都斷開時(shí)電路中的最小電流I最?。剑剑?A，則燈泡的最小功率PL最?。絀最小2RL＝12 Ω≈0.45 W，故B錯(cuò)誤。S、S1、S2都閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器與R0并聯(lián)，流經(jīng)R0的電流I1＝＝＝0.2 A；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，此支路上的電流最小，則I2＝＝＝0.24 A，則此時(shí)干路上的最小電流I′最?。絀1＋I(xiàn)2＝0.2 A＋0.24 A＝0.44 A，電路消耗的總功率最小值為P最小＝UI′最?。?2 V0.44 A＝5.28 W，故C錯(cuò)誤。由電流表的量程可知，干路中的最大電流為0.6 A，則此時(shí)電路消耗的總功率最大，電路中的總電阻R總＝＝＝20 Ω，因滑動(dòng)變阻器與R0并聯(lián)，則＝＋，即＝＋，解得R′滑＝30 Ω，故D正確。 3．C　[解析] 由題圖可知，滑片在a端時(shí)，電路為R0的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流Ia＝0.6 A，電源電壓U＝IaR0＝0.6 AR0；滑片在b端時(shí)，R與R0串聯(lián)，電路中的電流Ib＝0.15 A，電源電壓U＝Ib(R＋R0)＝0.15 A(15 Ω＋R0)，因電源電壓不變，所以，0.6 AR0＝0.15 A(15 Ω＋R0)，解得：R0＝5 Ω，故A錯(cuò)誤。電源電壓U＝IaR0＝0.6 A5 Ω＝3 V，所以，不稱量重物時(shí)R0兩端的電壓為3 V，故B錯(cuò)誤。當(dāng)滑片在a端時(shí)，電阻R0消耗的電功率最大，則P最大＝Ia2R0＝(0.6 A)25 Ω＝1.8 W；滑片在b端時(shí)，電阻R0消耗的電功率最小，則P最?。絀b2R0＝(0.15 A)25 Ω＝0.1125 W，所以電子秤工作時(shí)，電路中電阻R0消耗的電功率范圍是0.1125～1.8 W，故C正確。當(dāng)電路中的電流為0.3 A時(shí)，電路中的總電阻R總＝＝＝10 Ω，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值R′＝R總－R0＝10 Ω－5 Ω＝5 Ω，由題意可知，此時(shí)彈簧的壓縮量ΔL＝5 Ω＝2 cm，由圖丙可知，此時(shí)彈簧所受壓力為20 N，即G＝F＝20 N，物體的質(zhì)量m＝＝＝2 kg，故D錯(cuò)誤。 4．解：(1)小燈泡L的電阻RL＝＝＝16 Ω。 (2)閉合開關(guān)S和S1時(shí)，電路中只有R1，P1＝4.05 W，R1＝＝＝20 Ω， 開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，小燈泡被短路， 電阻R1與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，當(dāng)R2的阻值為最大值20 Ω時(shí)，電流表的示數(shù)最小， 因?yàn)镽1＝R2＝20 Ω，所以R并＝＝10 Ω， 則Imin＝＝＝0.9 A。 (3)只閉合開關(guān)S2時(shí)滑動(dòng)變阻器R2與燈串聯(lián)， 小燈泡的額定電流為I額＝＝＝0.5 A，電流表的最大量程為3 A， 所以為了保護(hù)小燈泡，電路中的最大電流為I＝0.5 A， 滑動(dòng)變阻器消耗的電功率： P2＝U2I＝(U－UL)I＝(9 V－IRL)I＝9I－I2RL＝9I－16I2＝－(4I－)2＋， 所以當(dāng)為最大值0.5 A時(shí)，P2有最小值，此時(shí)R總＝＝＝18 Ω， 則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值R2′＝R總－RL＝18 Ω－16 Ω＝2 Ω， P2＝I2R2′＝(0.5 A)22 Ω＝0.5 W， 當(dāng)4I－＝0時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率有最大值P2″＝ W≈1.27 W， 所以，滑動(dòng)變阻器R2的電功率變化范圍是0.5～1.27 W。 4 / 4