2024年中考物理一轮复习 微专题(十五)　电路安全、极值计算 微专题(十六)　电热器挡位问题

微专题(十五)　电路安全、极值计算 微专题(十六)　电热器挡位问题 微专题(十五)　电路安全、极值计算 1.如图所示电路，电源电压恒为4.5 V，电流表的量程为0~0.6 A，电压表的量程为0~3 V，灯泡L标有“3 V　1.5 W”字样，滑动变阻器R标有“20 Ω　1 A”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求： (1)灯泡正常工作时的电阻。 (2)在保证电路元件安全的条件下，滑动变阻 器连入电路的电阻变化范围。 (3)电路的最小总功率。 解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 (1)根据P＝UI可得，灯的额定电流 I额＝ ＝6 Ω。 (2)电流表的量程是0~0.6 A，滑动变阻器允许的电流为1 A，根据串联电路的电流特点，为了保护灯泡，电路中的电流最大为0.5 A，电路中的最小总电阻R＝ ＝12 Ω，即滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为3~12 Ω。 (3)电路的最小总功率P＝UImin＝4.5 V×0.25 A＝1.125 W。 2.在图所示电路中，电源电压为6 V且保持不变，滑动变阻器R2允许通过最大电流为3 A。电流表A、A1的表盘均如图所示。变阻器滑片P位于最大阻值处，闭合开关S，电流表A1示数为0.3 A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。 (1)求电阻R1的阻值。 (2)求此时经过变阻器R2的电流I2。 (3)移动变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min∶P2max。 解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测量通过R1的电流。 (1)电阻R1的阻值R1＝＝20 Ω。 (2)干路电流表和A1偏角相同，且干路电流大于支路电流，故干路电流为1.5 A，通过R2的电流 I2＝I－I1＝1.5 A－0.3 A＝1.2 A。 (3)滑动变阻器的最小电流为1.2 A，最大电流 I最大＝3 A－0.3 A＝2.7 A，最小功率和最大功率的比值 P最小∶P最大＝UI最小∶UI最大＝I最小∶I最大＝1.2 A∶2.7 A＝4∶9。 3.如图所示，电源电压为6 V且保持不变，R0＝30 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”，电流表的量程为“0~3 A”，小灯泡上标有“3 V　1.5 W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全。求： (1)小灯泡的电阻。 (2)当S闭合，S1、S2均断开时，电路消耗的最大功率。 (3)当S、S1、S2均闭合时，变阻器接入电路的最小阻值和电路消耗的最小功率。 解：(1)由P＝ ＝6 Ω。 (2)当S闭合，S1、S2均断开时，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路电流，因串联电路各处电流相等，所以通过灯泡和滑动变阻器的电流相等，由P＝UI可得，小灯泡正常发光时的电流IL＝＝0.5 A，由于电流表的量程为0~3 A，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”，所以，当灯泡正常发光时，电路中最大电流I最大＝IL＝0.5 A，电路消耗最大功率P最大＝UI最大＝6 V×0.5 A＝3 W。 (3)当S、S1、S2均闭合时，滑动变阻器与R0并联，电流表测干路电流，通过R0的电流I0＝ ＝0.3 A，则干路上的电流 I最小＝I0+I2＝0.2 A+0.3 A＝0.5 A，电路消耗的最小总功率 P最小＝UI最小＝6 V×0.5 A＝3 W。 微专题(十六)　电热器挡位问题 1.随着生活水平的提高，煎饼已由果腹的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两挡加热功率的煎饼锅，图乙是其内部简化电路图。当开关S1和S2均闭合时，煎饼锅的加热功率为968 W；仅闭合开关S1时，煎饼锅的工作电流为1 A。求： (1)当开关S1和S2均闭合时，煎饼锅的 工作电流和电阻R1的阻值。 (2)电阻R2的阻值。 解：(1)当开关S1和S2均闭合时，R2短路了，电路中只有R1接入电路中，这时煎饼锅的工作电流I＝ ＝50 Ω。 (2)仅闭合开关S1时，R1和R2串联，煎饼锅的工作电流为1 A，电路中的总电阻R总＝＝220 Ω，电阻R2的阻值 R2＝R总－R1＝220 Ω－50 Ω＝170 Ω。 2.如图是某新型多挡榨汁机电路结构简化图，它具有榨汁、加热、保温功能，部分参数如下表。[果汁密度近似水的密度，果汁比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]。求： (1)将榨汁机中300 mL的果汁从10 ℃加热到30 ℃吸收的热量。 (2)仅榨汁时，电路中的电流。 (3)电阻R1的阻值。 榨汁机部分参数 额定电压 220 V 榨汁功率 66 W 加热功率 220 W 保温功率 88 W 容积 300 mL 解：(1)由ρ＝可得，果汁质量m＝ρV＝1.0×103 k