第十八章电功率专题训练 电路安全和极值问题综合计算2021—2022学年人教版九年级物理全一册 （含答案）

第十八章 专题训练 电路安全和极值问题综合计算
1．如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=20Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“8V 4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作一分钟消耗多少电能
（2）电源电压是多少伏
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的最大功率是多少
2．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑动触头在a端时，电压表V1的示数为2.4V，电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中，电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
（1）求R1的阻值；
（2）求R2的最大阻值；
（3）同时闭合S1和S2，当R2的阻值为何值时，R2的电功率最大？R2电功率的最大值是多少？
3．如图所示的部分电路中，R1为定值电阻、R2滑动变阻器，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。电源电压恒定，若将a、b分别接在电源两端，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为3V。
（1）只将b、c分别接在电源两端，当滑片滑至中点时，电流表的示数为0.3A，求R2的最大阻值；
（2）只将a、c分别接在电源两端，当滑片滑至最右端时，求电路的总功率；
（3）将b接在电源一端，a、c连接后接在电源的另一端，让滑片P由最右端逐渐向左滑动，求R2允许接入电路的最小阻值。
4．如图所示，电源电压保持不变，R1的阻值为6Ω，小灯泡标有“6V3W”，滑动变阻器R2的最大阻值为38Ω，电流表的量程为0-3A，当开关S1、S2断开，S3闭合时，小灯泡恰能正常发光，忽略泡电阻随温度的变化，求：
（1）电源的电压为多少？
（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，要保护电路各元件安全，R2的最小阻值是多少？
（3）分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，这个电路消耗的最小功率是多少？
5．如图所示，电源电压为可调电压，小灯泡L标有“4V 1.6W”，滑动变阻器R1标有“40Ω 1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求：
（1）小灯泡L正常发光时的电流是多少
（2）当S、S1、S2都闭合，将滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表的示数为0.45A，电压表示数为3V，则R2消耗的电功率是多少
（3）将电源电压调至6V时，闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路安全的前提下，则滑动变阻器R1允许接入电路的阻值范围。
6．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Rt，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，此时环境温度是多少？在10分钟内热敏电阻产生的热量是多少
（2）若环境温度为40℃，为保证电流表安全，电阻箱允许的阻值调节范围是多少
7．如图所示，电源电压4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”，小灯泡L标有“2.5V，1.25W”（灯丝电阻不变）。在保证小灯泡电流不超出额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，求：
（1）小灯泡的额定电流；
（2）滑动变阻器连入电路的阻值变化范围多少；
（3）整个电路消耗的功率范围。
8．梦雨和蓝蓝同学在探究串联电路电压特点的实验过程中，设计了如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样，闭合开关S，移动滑片，得到多组电压表V1的示数U1与电压表V2的示数U2的数据，根据两者的关系绘制了如图1所示的图像，滑动变阻器的电功率P2，与总功率P总的关系图像如图2所示，不计温度对电阻的影响。求：
（1）当此电路总功率为3W时，工作10min消耗的电能为多少焦耳；
（2）R1：R3；
（3）电源电压；
（4）若电压表的量程均为0~15V，电流表的量程为0~3A，在电路安全的情况下，定值电阻R1的最大电功率为多少W。
9．如图甲所示的电路中，电源电压不变，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，电流表的量程为0﹣0.6A，灯泡标有“6V 4.8W”，灯泡的I﹣U图像如图乙。当只闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片位于最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻值；
（2）电源电压；
（3）只闭合开关S、S2时，电路消耗功率的最大值和最小值。
10．如图甲所示，电源电压恒为5V，小灯泡L上标有“4V 2W”字样，定值电阻R1的阻值为25Ω，变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。
（1）求小灯泡正常发光时的电阻。
（2）闭合开关S、S1、S2，断开S3，移动变阻器R2的滑片P，使电流表的示数为0.56A，求此时变阻器R2消耗的电功率。
（3）闭合开关S，S3，断开S1、S2，移动变阻器R2的滑片P，小灯泡L的U-I关系如图乙所示，在保证电路各元件安全工作的情况下，求变阻器R2允许接入电路的阻值范围。
参考答案
1．（1）240J；（2）12V；（3）28.8W
2．（1）8Ω；（2）10Ω；（3）8Ω；0.28125W
3．（1）20Ω；（2）0.33W；（3）15Ω
4．（1）9V；（2）6Ω；（3）1.62W
5．（1）0.4A；（2）0.9W；（3）
6．（1）20℃，；（2）100～200Ω
7．（1）0.5A；（2）4Ω～10Ω；（3）1.35W～2.25W
8．（1）1800J ；（2）2：1；（3）12V；（4）8W
9．（1）7.5Ω；（2）8V；（3）4.8W，3.2W
10．（1）8Ω；（2）1.8W；（3）2~10Ω