专项训练(九) 电路安全问题
一、选择题
1．[2017·苏州]如图ZX9－1所示，电源电压4.5V，定值电阻R0为10Ω，滑动变阻器R规格为“20Ω 2A”，电流表和电压表量程分别为0～0.6A和0～3V。闭合开关S，电路正常工作时，下列叙述正确的是( )
A．电流表示数最大值为0.6A B．电压表示数范围为1～3V C．滑动变阻器的功率可达0.5W
D．滑动变阻器阻值变化范围为5～10Ω
图ZX9－1
图ZX9－2
2．如图ZX9－2所示，电源电压为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为0～0.6A，小灯泡上标有“6V 3W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全。则( )
A．S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是8～50Ω
B．S闭合，S1、S2都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是2.25～3W C．S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为2.4W
D．S、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30Ω
图ZX9－3
3．如图ZX9－3是一款电子秤，它的工作原理如图ZX9－4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6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝，滑片在a端时，电流表示数为0.6A；在b端时，电流表示数为0.15A。c是一根弹簧，其所受压力F与压缩量ΔL的关系如图乙所示(挂钩的重力不计，g取10N/kg，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ZX9－4
A．该电子秤中R0阻值为0.5Ω
B．闭合开关，不挂重物时电阻R0两端电压为6V
C．电子秤工作时，电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125～1.8W
D．当电路中的电流为0.3A时，电子秤称重示数为4kg
二、计算题
4．图ZX9－5所示，是小勇设计的某电器设备的部分电路。电源电压9V保持不变，灯泡L标有“8V 4W”字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。闭合开关S和S1时，电路消耗的功率为4.05W。(不计灯丝电阻随温度的变化)求：
(1)小灯泡L的电阻；
(2)开关S、S1、S2都闭合时，通过电流表的最小电流；
(3)在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下，只闭合开关S2时滑动变阻器R2的电功率变化范围。
图ZX9－5
参考答案
1．C [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U03 V
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接入电路的阻值
R010 Ω
2
U4.5 V
最大，此时电路中电流最小，I小＝＝＝0.15 A，这时电压表的示数U′0＝I小R0＝0.15 A×10 Ω＝
R0＋R10 Ω＋20 Ω1.5 V，所以电压表的示数范围是1.5～3 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U－U04.5 V－3 V
接入电路的阻值最小R小＝＝＝5 Ω，但滑动变阻器的最大阻值为20 Ω，此时电流表、电压表都未超
I大0.3 A
?U?
1?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＝?
?R0＋R?
2??
2
24.5 V1??·R＝??×10 Ω＝0.50625 W，所以C正确。
2?10 Ω＋10 Ω?
2．D [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 V 3 W”字样。小灯泡电阻RL
UL额（6 V）PL额3 W＝＝＝12 Ω，小灯泡正常发光时的电流IL＝＝＝0.5 A，则滑动变阻器接入电路的最小阻值R小＝PL额3 WUL额6 VU－UL额12 V－6 V
＝＝12 Ω；滑动变阻器的规格为“50 Ω 2 A”，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12～50 Ω，IL0.5 AU12 V6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＝
RL＋R滑12 Ω＋50 Ω31I最小
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2
U12 V?6?RL＝? A?×12 Ω≈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I1＝＝
R060 Ω?31?
U12 V
＝＝0.24 A，则此时干路上的R滑50 Ω
2
＝0.2 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I2＝
最小电流I′最小＝I1＋I2＝0.2 A＋0.24 A＝0.44 A，电路消耗的总功率最小值为P最小＝UI′最小＝12 V×0.44 A＝5.28 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，则此时电路消耗的总功率最大，电路中的总电阻R总＝U12 V111111＝＝20 Ω，因滑动变阻器与R0并联，则＝＋，即＝＋，解得R′滑＝30 Ω，故D正确。 I大0.6 AR总R0R′滑20 Ω60 ΩR′滑3．C [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Ia＝0.6 A，电源电压U＝IaR0＝0.6 A×R0；滑片在b端时，R与R0串联，电路中的电流Ib＝0.15 A，电源电压U＝Ib(R＋R0)＝0.15 A×(15 Ω＋R0)，因电源电压不变，所以，0.6 A×R0＝0.15 A×(15 Ω＋R0)，解得：R0＝5 Ω，故A错误。电源电压U＝IaR0＝0.6 A×5 Ω＝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
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A)×5 Ω＝1.8 W；滑片在b端时，电阻R0消耗的电功率最小，则P最小＝IbR0＝(0.15 A)×5 Ω＝0.1125 大＝IaR0＝(0.6
W，所以电子秤工作时，电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125～1.8 W，故C正确。当电路中的电流为0.3 A时，U3 V
电路中的总电阻R总＝＝＝10 Ω，滑动变阻器连入电路的阻值R′＝R总－R0＝10 Ω－5 Ω＝5 Ω，由题意可知，
I0.3 A6 cm
此时弹簧的压缩量ΔL＝×5 Ω＝2 cm，由图丙可知，此时弹簧所受压力为20 N，即G＝F＝20 N，物体的质量m
15 ΩG20 N＝＝＝2 kg，故D错误。 g10 N/kg
U额（8 V）
4．解：(1)小灯泡L的电阻RL＝＝＝16 Ω。
P额4 W
U（9 V）
(2)闭合开关S和S1时，电路中只有R1，P1＝4.05 W，R1＝＝＝20 Ω，
P14.05 W开关S、S1、S2都闭合时，小灯泡被短路，
电阻R1与滑动变阻器并联，当R2的阻值为最大值20 Ω时，电流表的示数最小， 20 Ω
因为R1＝R2＝20 Ω，所以R并＝＝10 Ω，
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2018届中考物理复习第九单元电流和电路欧姆定律专题9电路安全问题
