题型08 电路安全问题-备战2022年中考物理二轮复习题型专练

题型08 电路安全问题 【专题解读】电路安全问题在近几年江苏中考试题中每年必考，出现频率较高。电路安全问题涉及用电器的额定值问题、滑动变阻器接入电路的阻值范围问题及安全用电问题。 电路安全问题是电学的重难点之一，有选择、填空、计算等题型。用电器有额定值、电表有量程、滑动变阻器有允许通过的最大电流，当电路发生动态变化时，解答需要照顾到所有元件的安全，需要考虑的因素过多导致解答较难。 1.串联电路：如果将电流表、滑动变阻器、小灯泡等对电压或电流有限制的各元件串联接入电路时，一般首先考虑电流的取值。如果电压表并联在定值电阻或小灯泡两端，只需要考虑电路能通过的最大电流；如果电压表并联在滑动变阻器的两端，则需要考虑电路能通过的最大电流和最小电流。 2.并联电路：如果将电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡等对电压或电流有限制的各元件并联接入电路时，一般需要考虑电压的取值。 类型一 串联电路的安全 考查形式一 无电表或只有电流表 1．有甲、乙只两灯泡，甲标有“15V 1.0A”字样，乙标有“10V 0.5A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为（不考虑温度对灯泡电阻的影响） 　V；若将两灯泡并联，则干路中最大电流为　 　A。 【答案】17.5；1.17。 【解答】由I可知，两灯泡的电阻分别为：R115Ω，R220Ω， 串联电路中各处的电流相等， 当两电阻串联时，电路中的最大电流I＝I2＝0.5A， 串联电路中的总电阻等于各分电阻之和， 该串联电路两端允许加的最高电压： U＝IR总＝I（R1+R2）＝0.5A×（15Ω+20Ω）＝17.5V。 并联电路电压相等，两灯泡并联时所加最大电压：U＝U2＝10V， 干路最大电流：I＝I1+I21.17A；故答案为：17.5；1.17。 2．（2021淮安）如图甲所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器最大阻值为50Ω，电流在0.1～0.4A之间时电子元件均能正常工作，通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，电子元件正常工作时（　　） A．通过电子元件的电流与其两端的电压成正比 B．当电流为0.1A时，电子元件的阻值为10Ω C．滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为20Ω D．电路消耗的最大功率为2.4W 【答案】D 【解答】A、从图象可知，通过电子元件的电流与其两端电压的关系图象不是一条过原点的直线，所以通过电子元件的电流与其两端的电压不成正比，故A错误； B、由图象可知，电路电流为0.1A时，电子元件两端的最小电压为2V，根据I＝可得电子元件的阻值为：R＝＝＝20Ω，故B错误； C、当电路中的电流I小＝0.1A时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的最大电压： U1＝U﹣U小＝6V﹣2V＝4V， 根据I＝可得此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，为：R大＝＝＝40Ω，故C错误； D、当电路中的电流最大为I大＝0.4A时，电路消耗的功率最大，则：P大＝UI大＝6V×0.4A＝2.4W，故D正确。 3．（2021宿迁）在“学习使用滑动变阻器”的活动中，小明设计了如图所示的电路。滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，小灯泡标有“3V 0.9W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。闭合开关，将滑动变阻器的金属滑片移至中点时，小灯泡恰好正常发光。移动金属滑片的过程中，确保各元件使用安全，则（　　） A．电源电压为9V B．小灯泡消耗的最小电功率为0.6W C．电路消耗的最大电功率为2.7W D．滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W 【答案】D 【解答】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联； A、将滑动变阻器的金属滑片移至中点时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R'＝10Ω； 小灯泡恰好正常发光，小灯泡两端的电压为3V， 此时电路中的电流即电路的最大电流为为：I＝＝＝0.3A； 根据欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压为：U'＝IR'＝0.3A×10Ω＝3V； 根据串联电路的电压关系可知，电源电压为：U＝U'+U额＝3V+3V＝6V，故A错误； B、灯泡的电阻为：RL＝＝＝10Ω； 当滑动变阻器全部接入电路中时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小， 则小灯泡的最小功率为：P小＝RL＝×10Ω＝0.4W，故B错误； C、电路中的最大电流为I＝0.3A，则电路的最大功率为：P＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故C错误； D、由欧姆定律、电阻的串联可得滑动变阻器消耗的功率为： P滑＝I2R＝R＝＝＝＝＝， 由数学知识可知，当变阻器的阻值R＝RL＝10Ω时，变阻器R消耗的电功率最大，所以滑片向左移动时，变阻器消耗的功率先变大后变小，而由题意可知R＜10Ω时，灯泡会烧坏， 所以，当变阻器的阻值最大为R＝20Ω时，其消耗的功率最小， 则变阻器消耗的