2024年中考物理核心素养提升(全国通用)5.6电路安全问题的计算(原卷版+解析).docxVIP

2024年中考物理核心素养提升

5.12电路安全问题的计算中考真题精选精练

1.【2023遂宁】如图甲所示电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω0.8A”的字样，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V。在保证电路安全的前提下，移动滑动变阻器滑片，经测量分析，得出R2的电功率P与其两端电压U的关系如图乙。则下列说法正确的是（）

A.电源电压为16V

B.R1阻值为25Ω

C.电路总功率的最大变化量为10.8W

D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω

2.【2023南充】在综合实践活动课上，小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω；若R2的滑片可任意滑动，为了保证灯泡的安全，电路中至少再串联一个________Ω的电阻。

3.【2023益阳】如图所示，电源电压U=24V，定值电阻R0=4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω2A”，电压表量程为0～15V。

（1）求当电压表示数U0=6V时，通过定值电阻R0的电流；

（2）求电路消耗的最小电功率；

（3）请分析说明，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值。

4.【2023滨州】某科研小组用如图甲所示的电路，对由多种半导体材料混合制成的一种新材料电阻R3（标有2.5V字样）进行了测量。电源电压恒定不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0~3V。当闭合S和S1、断开S2，将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端，测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中的图象A所示。当把电压表并联在R3两端，闭合S和S2、断开S1，移动滑动变阻器R2的滑片P，测得新材料电阻R3电流随电压变化情况如图乙中的图象B所示。求：

（1）新材料电阻R3正常工作时的电功率。

（2）滑动变阻器R2的最大阻值。

（3）电源电压。

（4）在图甲电路中，电压表并联在R2两端，当闭合S和S2、断开S1时，为保证电路安全滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。

5.【2023河北】如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω；2A”，灯泡L的额定电流为0.3A。图是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P移至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。

（1）求电源电压；

（2）在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，灯泡的最小功率是多少？

（3）用定值电阻R1替换灯泡L，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω，求定值电阻R1的可能值。

6.【2023宜宾】如图所示的电路，电源电压可调，R为标有“1.5A”字样的滑动变阻器，a、c为其两端点，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，灯L1标有“6V7.2W”字样，灯L2标有“6V4.8W”字样，忽略温度变化对灯丝电阻的影响。试问：

（1）L1正常发光时的电流和电阻；

（2）闭合开关S，断开和，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？

（3）闭合开关S和，断开，将电源电压调至12V，当滑动变阻器滑片P滑到b点时，小灯泡正常发光，此时，则滑动变阻器的最大阻值是多少？

（4）闭合开关S和，断开，将滑片P由b滑动到c端的同时调节电源电压，使小灯泡正常发光，其它各元件均安全，此过程中电路的总功率变化的范围。

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5.11电路安全问题的计算

【公式与解法梳理】

有关电路安全问题的计算，主要包括电表安全，用电器安全。电路中的电流不能超过电流表的量程以及用电器允许通过的最大电流；电压不能超过用电器两端允许所能承受的电压和电压表的量程。主要情形分为两类：

（一）电压表测定值电阻的电压

如上图所示的电路中，设电流表取“0-0.6A”量程，电压表取“0-3V”量程；灯L的规格为“ULIL”（假设灯丝的电阻不随温度的变化而变化）；滑动变阻器R的规格为“R滑I滑”；电源电压为U，保持不变。要使该电路中电表、电器安全（电流、电压不超过自身的规格所规定的值），则：

1.整个电路中所能通过的最大电流I最大，为0.6A、IL、I滑中最小的值。确定了电路中的最大值，就可以计算出滑动变阻器接入电路中的最小值R滑最小。

（1）整个电路中最小的总电阻：R最小=UI

（2）灯的电阻：RL=UL

（3）