2024九年级物理上册第十四章电功率专题特训十二电路安全极值问题习题课件鲁科版五四制

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鲁科五四版 九年级上第十四章 电功率专题特训十二　电路安全、极值问题1．[2023·常州]如图所示的电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，Rx为滑动变阻器(A、B为其两端点)。闭合开关S，把滑动变阻器的滑片P从B端移到A端，电压表示数的变化范围是0.6 V～3 V，电流表示数的变化范围是0.12 A～0.6 A。下列说法中正确的是(　　)A．电源电压为 6 VB．R0的阻值为 25 ΩC．Rx的最大阻值为20 ΩD．移动滑片 P，电路总功率的最小值为0.72 W 返回【答案】C2．[2023·淄博]如图所示电路中，电源电压6 V恒定不变，电流表的量程是0～0.6 A，电压表的量程是0～3 V，小灯泡上标有“2 V　1 W”(灯丝电阻不变)，滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，在不损坏电路元件的前提下，电流表、电压表示数的变化范围分别是(　　)A．0.25 A～0.6 A，1 V～2 VB．0.3 A～0.5 A，1 V～1.5 VC．0.25 A～0.5 A，1.5 V～2 VD．0.25 A～0.5 A，1 V～2 V 返回【答案】D3．[2023·泰州]如图所示为模拟调光灯电路，电源电压恒为9 V，滑动变阻器R标有“20 Ω　1 A”的字样，电流表选用“0～0.6 A”的量程，当滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光。已知小灯泡上标有“3 V　0.9 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)，为保证电路安全，下列选项正确的是(　　)A．滑动变阻器阻值的变化范围为5 Ω～20 ΩB．定值电阻的阻值为20 ΩC．电流表示数的变化范围为0.225 A～0.3 AD．小灯泡的最小功率为0.675 W当滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，此时电流为0.3 A，故此时滑动变阻器的阻值为最小值，已知滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”，故滑动变阻器滑片P在中点时阻值为10 Ω，故滑动变阻器阻值的变化范围为10 Ω～20 Ω，故A错误。 返回【答案】C由P＝I2R可知，当电路电流最小时，小灯泡功率最小，为P＝I′2RL＝(0.225 A)2×10 Ω＝0.506 25 W，故D错误。4．[多选2023·阜新]如图甲所示，电源电压恒为6 V。灯泡L的规格为“6 V　3.6 W”，且电阻不随温度变化。闭合开关后，灯泡正常发光，当移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数发生变化，若其最小值如图乙所示，最大值为满刻度，则下列说法正确的是(　　)A．图乙中电流表的示数为0.2 AB．滑动变阻器连入电路的最小阻值为15 ΩC．滑动变阻器连入电路的阻值变化量为12.5 ΩD．此电路的最大功率为18 W 返回【答案】CD5．[多选][2023·成都]如图所示的电路，电源电压U恒定不变，R1＝30 Ω，R2＝20 Ω，滑动变阻器标有“100 Ω　2 A”字样，电压表量程为0～15 V，电流表量程为0～3 A。当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，电流表的示数为0.8 A；当开关S接通触点2时，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值为R′；改变滑片位置，开关S接不同触点，在保障电路安全的情况下，电路工作的最大电流和最小电流分别为I大和I小。下列计算正确的是(　　)A．U＝24 VB．R′的范围为0～100 ΩC．I大∶I小＝4∶1D．电路工作的最小功率P小≈4.4 W因只有R1连入电路时电流为0.8 A，只有R2连入电路时电流为1.2 A，已知滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A，电流表量程为0～3 A，所以改变滑片位置、开关S接不同触点时，电路中的最大电流I大＝I2＝1.2 A； 返回【答案】AC由此可知，改变滑片位置、开关S接不同触点时，电路中的最小电流I小＝I″＝0.3 A，则I大∶I小＝1.2 A∶0.3 A＝4∶1，故C正确。电路工作的最小功率P小＝UI小＝24 V×0.3 A＝7.2 W，故D错误。6．[2024·郑州月考]如图甲所示，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“0～0.6 A”，电压表的量程为“0～15 V”，滑动变阻器上标有“120 Ω　0.5 A”。在保证电路元件安全的情况下，小心移动滑片，R2的电功率与电压表示数的部分关系图象如图乙所示，下列说法正确的是(　　)A．电压表的最小示数为6 VB．滑动变阻器R2的最小阻值为10 ΩC．定值电阻R1的最小功率为0.288 WD．滑动变阻器R2的电功率的最大变化量为1.8 W 返回【答案】D滑动变阻器的电功率P＝UI－I2R1＝18I－20I2＝－20(I－0.45)2＋4.05，由于I的变化范围为0.15 A～0.5 A，所以滑动变阻器电功率的变化范围为2.25 W～4.05 W，则滑动变阻器的电功率最大变化量ΔP＝4.05 W－2.25 W＝1.8 W，故D正确。7．[2024·重庆期末]如图所示电路，电源电压12 V不变，R1＝24 Ω，R2标有“100 Ω　1 A”的字样， A1量程为0～0.6 A, A量程为0～3 A，电压表量程为0～15 V。闭合开关S，则 A1示数为________A；在保证电路各元件安全条件下，调节滑动变阻器滑片，电路消耗的最大功率为________W。0.518 返回8．[2023·菏泽模拟改编]如图甲所示为一个超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12 V，定值电阻R0的阻值为30 Ω，电流表的量程为0～200 mA，电压表的量程为0～9 V。湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图乙所示，其阻值最大为120 Ω(图中未画出)。则在电路安全工作的前提下，通过湿敏电阻R的电流最小值为________mA，定值电阻R0的电功率最小值为________W，电路消耗的总功率最大值为________W，此装置能监测的湿度最大值为_______。1000.32.480% 返回9．[2024·南京期末]如图甲所示，电源电压恒定，电流表量程为“0～3 A”，滑动变阻器标有“1 A”字样，其最大阻值为R1，R2为定值电阻，R1∶R2＝3∶2，灯泡L上标有“6 V”字样，其电流与两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关S3，断开开关S1、S2，且滑动变阻器滑片P在最右端时，电流表示数为0.4 A，此时灯泡的功率为________W；当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，灯泡恰好正常发光，则电源电压为________V，R2的阻值为________Ω；在保证各元件安全的前提下，该电路工作1 min最多可以消耗________J的电能。1.616201 728 返回由于滑动变阻器R1上标有“1 A”字样，所以通过R1的最大电流I1大＝1 A，此时干路电流I＝I1大＋I2＝1 A＋0.8 A＝1.8 A，小于电流表A的最大测量值3 A，所以干路电流最大为I最大＝I＝1.8 A，则该电路工作1 min最多可以消耗的电能W＝UI最大t＝16 V×1.8 A×60 s＝1 728 J。10．[2023·河南改编]某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置，其原理如图甲所示，电路中电源电压恒为6 V，定值电阻R0的阻值为20 Ω，电压表的量程为0～3 V，轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连，R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后，试问：(1)当检测板所受压力增大时，电压表的示数 ________ (填“增大”“减小”或“不变”)。增大(2)检测板不受压力时，R0消耗的电功率为多少？(3)该装置所能测量的最大压力为多少？(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下，若要提高该装置所能测量的最大压力值，请写出一种简便可行的方法。【解】压力越大，R的阻值越小，由于R0两端的最大电压一定，电源电压不变时，R两端的最小电压也不变，由串联电路的分压规律可知，要提高该装置所能测量的最大压力值可以减小R0的阻值。 返回11．[2023·荆州]如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻R0的阻值为10 Ω，小灯泡L标有“6 V　3.6 W”(电阻不随温度变化)，滑动变阻器R标有“30 Ω　1 A”，电流表的量程为0～3 A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到距R最右端处时，小灯泡正常发光，求：(1)小灯泡的电阻RL。(2)通电10 s电路消耗的电能。(3)在保证电路安全的前提下，任意调整开关S、S1、S2的开闭状态，并移动变阻器的滑片P，电路消耗总功率的最小值与最大值之比。电路消耗的最小功率P min＝UImin＝12 V×0.3 A＝3.6 W；则电路消耗总功率的最小值与最大值之比Pmin∶Pmax＝3.6 W∶26.4 W＝3∶22。 返回