[专题25]与电功率相关的极值与电路安全问题--中考物理电学34讲

我们要知道，电学模块在中考物理试卷中所占分值非常高，仅次于力学，大约三十分以上接近四十分，因此，凡是电学学不好的初三学生，基本上就与自己理想的高中说拜拜了。因此，学好电学不只是事关平时的成绩，更事关自己的前途。

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专题25 与电功率相关的极值与电路安全问题

A．电路的最大功率是3.6W B．小灯泡的最小功率是0.75W

C．电流表的最小示数是0.15A D．变阻器的调节范围是12Ω～25Ω

2．如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程为“0～3V”电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“15Ω 2A”，小灯泡L标有“3.0V 1.5W”的字样（灯丝电阻不变）。在电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　）

①电流表示数的最小值为0.25A                ②滑动变阻器阻值的变化范围为3Ω～20Ω

③小灯泡电功率的变化范围为0.375W～1.5W    ④滑动变阻器消耗电功率的最大值为0.75W

A．①④      B．②④         C．③④              D．①③

3．如图所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为8V（小灯泡电阻不随温度变化）。闭合开关S₁，断开开关S₂，当滑动变阻器的滑片在a、b端之间移动的过程中，电压表示数变化范围是0～8V。电流表示数变化范围是0.8～2.4A；闭合开关S₂，断开开关S₁，当滑动变阻器的滑片在中点时小灯泡正常发光。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（　　）

A．R₂的阻值为10Ω

B．闭合开关S₁，断开开关S₂，滑动变阻器R₁消耗的最大电功率为6.4W

C．闭合开关S₂，断开开关S₁，小灯泡两端电压变化范围为4V～8V

D．闭合开关S₂，断开开关S₁，整个电路消耗的电功率范围为7.2W～9.6W

4．如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右端向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，电流表读数I与滑片P滑动距离d的关系如图乙所示。当电流表开始有读数时，才闭合开关S₁，此时电压表的示数为2.5V。电压表的量程为“0﹣3V”，电流表的量程为“0～0.6A”。下列说法中正确的是（　　）

5．如图所示，电源电压恒为24V，小灯泡的规格为“6V 3W”，滑动变阻器R₁的规格为“60Ω 1A”，定值电阻R₂的阻值为12Ω．电压表使用的量程为0～15V，电流表使用的量程为0～0.6A．要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，灯泡电压不超过正常工作电压（设灯丝电阻不变）。说法正确的是（　　）

A．若滑动变阻器的滑片在允许范围内向右移动，电流表和电压表的示数都变小

B．滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围是 24Ω～60Ω

C．定值电阻 R₂ 消耗电功率的最大值为 4.32W

D．电路总功率的变化范围是 9W～12W

二．填空题

6．如图所示，电源电压为9V，小灯泡标有“3V 1.5W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器标有“30Ω 1A”，电流表量程为0～0.6A，在保证电路安全工作的前提下，电路中的最大电流为     A，电路消耗的最大功率为    W，滑动变阻器两端的最大电压为   V。

7．一只标有“2.5V、0.625W”的小灯泡，接在如图所示的电路中，设电源电压和灯丝电阻均不变，则小灯泡正常发光时的电阻是   Ω；当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑至a端时，小灯泡正常发光，此时灯泡的电功率为P₁，当滑片P滑到中点c时，小灯泡的实际功率为P₂，且P₁：P₂＝4：1，滑动变阻器的最大阻值是   Ω。

8．如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。起飞时，增大四个旋翼的转速，无人机就会上升，这是因为                                            。该机所需的能量是由一块输出电压为15V，容量为5000mA·h的电池提供。若电能的80%用于飞行，飞行时的实际功率为100W，则该机最多能飞行    min。

9．在电路安全条件下，将“2.5V 0.3A”小灯泡L₁和“3.0V 0.3A”小灯泡L₂并联在一电源下工作，则L₁和L₂消耗总功率的最大值为              。（设灯丝电阻不变）

三．计算题

10．如图所示电路中，电源电压可调，小灯泡标有“6V 6W“字样，定值电阻R₁为10Ω，滑动变阻器R₂上标有“15Ω 2A“的字样。（不考虑灯丝电阻随温度的变化）

（1）求灯丝的电阻。

（2）只闭合S₁，调节电源电压，当灯泡正常发光时，电路消耗的功率。

（3）若只闭合S₂，调节电源电压，移动变阻器滑片P，电压表示数在1﹣3V之间变化，求电源电压的调节范围。

11．图甲是一种电子测温仪，图乙是其内部简化电路图。测温仪探头内有一热敏电阻R_t，其阻值随温度变化关系如图丙所示。R为阻值可调的电阻箱，其最大电阻为200Ω，允许通过的最大电流为0.3A。电流表的量程为0～0.02A，电源电压恒为6V。求：

（1）某次测试时，将电阻箱的阻值调到200Ω，发现电流表示数为0.01A，电路的总功率是多少？

（2）此时环境温度是多少？

（3）若环境温度为40℃，为保证电流表安全，电阻箱允许接入电路的最小值是多少？

12．有一个小灯泡，铭牌上标有“6V 3W”。求：

（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗多少电能？

（2）将这个小灯泡和一个电阻串联后，接在9V的电源两端，小灯泡恰好正常发光，这个电阻的阻值是多少？

（3）若将两个这样的小灯泡并联接入3V的电源，这两个小灯泡1min消耗电能是多少？

13．如图所示，电源两端电压保持18V不变。闭合开关S，把滑动变阻器的滑片先后移到A点和B点时，滑动变阻器消耗的电功率均为P₁＝2W，前后两次电流之比为1：2（滑片在B点时滑动变阻器接入的电阻为R，A点为滑动变阻器的中点）。电路中滑动变阻器的滑片从A到B滑动的过程中，V₁～V₂两电压表示数的变化量大小△U₁、△U₂，电流表示数的变化量的大小的关系图象分别为图2所示的①、②直线。

（1）开关S闭合，滑片先后移到A点和B点时，前后两次电路总功率之比；

（2）R₁：R₂；

（3）闭合开关，试分析为使得R与R₂的电功率之和始终变小时，滑片的移动方向及对应的取值范围。