1、压轴专题 14 电路的安全和最值一选择题（共 11 小题）1 （2019 宿迁） 如图所示，电源电压 6V 保持不变，定值电阻 R1 标有“10 0.5A”字样：滑动变阻器 R2 标有“20 1A”字样，电流表量程为 00.6A，电压表量程为 03V ，闭合开关 S，下列做法能够保证电路安全的是（ ）A电路中电流不超过 0.6A B R1 两端电压不超过 3VC滑动变阻器连入电路的阻值在 1020 范围内变化 D电路的总功率在 1.83W 范围内变化【答案】D。【解析】由电路图可知，R 1 与 R2 串联，电压表测 R2 两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当电压表的示数 U23V 时，电
2、路中的电流，Imin 0.3A，因串联电路中各处的电流相等，且 R1 允许通过的最大电流为 0.5A，电流表的量程为 00.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为 1A，故最大电流为 0.5A，故 A 错误；R1 两端电压最大：U 1 大 I 大 R10.5A105V ，故 B 错误所以，电路中的最大电流 I 大 0.5A ，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路消耗的总功率最大，电路中的总电阻：R 12，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2 小 RR 112102，当电压表的示数 U23V 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大为：R 滑 10，则滑动变
3、阻器 R2 接入电路的阻值允许变化范围可以为 210，故 C 错误；电路消耗的最大功率：P 大 UI 大 6V0.5A3W；（2）当电压表的示数 U23V 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路消耗的总功率最小，电路消耗的最小功率：P 小 UI 小 6V0.3A1.8W，所以，电路消耗总功率允许的变化范围可以为 1.8W3W，故 D 正确。2 （2018 荆州）如图所示的电路，电源电压 U12V 保持不变，滑动变阻器 R0 标有“100 1A”，灯泡 L 标有“6V 6W”（不计温度对灯丝电阻的影响） ，电流表量程为 00.6A，电压表量程为 015V为了确保测量准确，要求
4、电表的示数不小于其最大测量值的 ，要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是（ ）A灯泡 L 消耗的最小功率是 0.24W B正常发光时灯丝的电阻是 12C电路中电流的变化范围是 0.11A0.6A D滑动变阻器阻值的变化范围是 1448【答案】A。【解析】由电路图可知，灯泡 L 与滑动变阻器 R0 串联，电压表测 R0 两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由 PUI 可得，正常发光时灯丝的电阻：RL 6，故 B 错误；（2）灯泡正常发光时的电流：IL 1A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为 00.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为 1A，所以，电路中的最大电流 I 大 0.
5、6A ，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R 总 20，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R0 小 R 总 RL20614；（3）因电表的示数不小于其最大测量值的 ，所以，电流表的最小示数 I 小 0.6A0.2A ，故 C 错误；此时灯泡两端的电压：ULI 小 RL0.2A61.2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U0UU L12V1.2V10.8V，则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R0 大 54，故 D 错误；灯泡 L 消耗的最小功率：PL 小 U LI 小 1.2V0.2A0.24W，故 A
6、 正确。3 （2019 眉山） 如图所示，电源电压恒为 4V，电压表量程为“03V” ，电流表量程为“0 0.6A”，滑动变阻器规格为“20 1A”，小灯泡 L 标有“2.5V 1.25W”的字样（灯丝电阻不变） 。若通过小灯泡 L 的电流不超过额定电流，电流表、电压表不能超过量程，则移动滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是（ ）电压表示数变化范围为 1.5V3V滑动变阻器消耗的电功率变化范围为 0.6W0.75W小灯泡的实际电功率变化范围为 0.2W1.25W滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为 1020A B C D【答案】A。【解析】由电路图可知，灯泡 L 与滑动变阻器 R 串联，电压表测
7、变阻器 R 两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）灯泡正常发光时的电压为 2.5V，功率为 1.25W，因串联电路总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时电压表的示数 U 滑 U UL4V 2.5V1.5V，因 1.5V3V，没有超出电压表的量程，所以，电压表的最小示数为 1.5V，则电压表的示数变化范围为 1.5V3V，故正确；此时灯泡正常发光，即小灯泡的最大实际功率为 1.25W，由 PUI 可得，灯泡正常发光时的电流：IL 0.5A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程“00.6A”，滑动变阻器允许通过的最大电流为 1A，所以，电路中的最大电流 I 大 I L0.5A，此时滑动
8、变阻器接入电路中的电阻最小，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R 滑小 3，故错误；（2）灯泡的电阻：RL 5，当电压表的示数最大为 3V 时，电路中的电流最小，灯泡的实际功率最小，则灯泡两端的最小电压：ULUU 滑大 4V3V1V，电路中的最小电流：I 小 0.2A，灯泡的最小功率：PL 小 （ I 小 ） 2RL（0.2A） 250.2W，所以，小灯泡的实际电功率变化范围为 0.2W1.25W，故正确；（3）滑动变阻器的电功率：PR（ UIRL）I（4VI5）I5（I 210.8VI）5（I 210.8VI+0.16W0.16W）0.8W（I0.4A）25，因电路中的电流范围为 0.2A0.
9、5A ，所以，当 I0.4A 时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为 PR 大 0.8W，当 I0.2A 时，滑动变阻器的电功率最小，最小为 PR 小 0.8W （0.2A 0.4A） 250.6W，所以，滑动变阻器消耗的电功率变化范围为 0.6W0.8W，故错误，综上可知，正确。4 （2017 苏州） 如图所示，电源电压 4.5V，定值电阻 R0 为 l0，滑动变阻器 R 规格为“20 2A”，电流表和电压表量程分别选择“00.6A“、 “03V”。闭合开关 S，电路正常工作时，下列叙述正确的是（ ）A电流表示数最大值为 0.6A B电压表示数范围为 1V3VC滑动变阻器的功率可达 0.5W
10、 D滑动变阻器阻值变化范围为 510【答案】C。【解析】由电路图可知，R 0 与 R 串联，电压表测 R0 两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当电压表的示数 U03V 时，电路中的电流：I 0.3A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为 00.6A，变阻器允许通过的最大电流为 2A，所以，电路中的最大电流为 0.3A，故 A 错误；此时电路中的总电阻：R 总 15，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，变阻器接入电路中的最小阻值：R 小 R 总 R015105，则滑动变阻器阻值变化范围为 520 ，故 D 错误；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，因串
11、联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流：I 小 0.15A，电压表的最小示数：U0 I 小 R00.15A101.5V，所以，电压表示数范围为 1.5V3V ，故 B 错误；（3）电路中电流的电流：I ，滑动变阻器消耗的电功率：P2I 2R（ ） 2R，当 RR 010 时，滑动变阻器消耗的电功率最大，P2 大 0.50625W，所以，滑动变阻器的功率达 0.5W，故 C 正确。5 （2018 无锡） 图甲是模拟调光灯。电源电压为 4.0V；小灯泡额定电压为 2.5V，电流随电压变化的 IU图象如图乙所示，小灯泡两端电压达到 0.4V 时“刚亮”；铅笔芯长 15cm、阻值为 3
12、0，其阻值与长度成正比。回形针 A 固定在铅笔芯右端，回形针 P 可以在铅笔芯上自由滑动，该调光灯在使用时，以下说法错误的是（ ）A闭合开关，移动 P 能连续调光B闭合开关，P 滑到距 A 点 10cm 处，小灯泡的实际功率为 0.15WC在距 A 点 2.5cm 处做标记，可以提醒 P 向 A 滑过此处，小灯泡将不安全D小灯泡工作时，从“刚亮”到正常发光，实际功率变化范围为 0.048W0.75W【答案】B。【解析】A当铅笔芯电阻全部接入电路中时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，其各处的电流相等，所以，由 I 可知，电源的电压：UU L+ILRP，即 4.0VU L+IL30，由图乙可知
13、，灯泡两端的电压 UL0.4V ，通过灯泡的电流 IL0.12A 时符合，此时小灯泡两端电压达到0.4V“刚亮”，所以，闭合开关，移动 P 能连续调光，故 A 正确；B因铅笔芯长 15cm、阻值为 30，其阻值与长度成正比，所以，P 滑到距 A 点 10cm 处，接入电路中的电阻：RP 10cm20，则电源的电压：UU L+ILRP，即 4.0VU L+IL20，由图象可知，灯泡两端的电压 UL0.8V ，通过灯泡的电流 IL0.16A 时符合，此时小灯泡的实际功率：PL ULIL0.8V0.16A0.128W，故 B 错误；CP 滑到距 A 点 2.5cm 处，接入电路中的电阻：RP 2.5
14、cm5，则电源的电压：UU L+ILRP，即 4.0VU L+IL5，由图象可知，灯泡两端的电压 UL2.5V，通过灯泡的电流 IL0.3A 时符合，此时灯泡正常发光，所以，在距 A 点 2.5cm 处做标记，可以提醒 P 向 A 滑过此处，小灯泡两端的电压超过额定电压将不安全，故 C 正确；D小灯泡“刚亮”时的实际功率：PLU LIL0.4V0.12A0.048W，小灯泡正常发光时的实际功率：PLU LIL2.5V0.3A0.75W，所以，小灯泡工作时，从“刚亮”到正常发光，实际功率变化范围为 0.048W0.75W，故 D 正确。6 （2019 南京） 如图所示电路，电源电压恒为 4.5V
15、，定值电阻 R0 的阻值为 10，滑动变阻器的最大阻值为 30，电阻箱 Rx 最大阻值为 999.9，电流表量程为 00.6A ，电压表量程为 03V闭合开关 S，下列说法正确的是（ ）AS 1、S 2 均向左闭合，R x 允许接入电路的最大阻值为 20BS 1、 S2 均向右闭合，电路允许消耗的最大功率为 2.7WCS 1 向左、 S2 向右闭合，R x 允许接入电路的最大阻值为 60DS 1 向右、S 2 向左闭合，只调 Rx 使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的 2 倍【答案】D。【解析】 （1）闭合开关 S，S 1、S 2 均向左闭合时，R 0、R x、滑动变阻器串联，电压表测 Rx
16、 两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数 Ux3V 时，电阻箱 Rx 接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R 0 和滑动变阻器两端的电压之和：U0 滑 UU x4.5V 3V1.5V，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I1 0.0375A，Rx 允许接入电路的最大阻值：Rx 大 80，故 A 错误；（2）闭合开关 S，S 1、S 2 均向右闭合时， R0、R x、滑动变阻器串联，电压表测 R0 两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数 U03V 时，电路中的电流：I2 0.3A，因串联电路中各处
17、的电流相等，且电流表量程为 00.6A，所以，电路中的最大电流为 0.3A，则电路允许消耗的最大功率：P 大 UI 24.5V0.3A1.35W，故 B 错误；（3）闭合开关 S，S 1 向左、S 2 向右闭合时，R 0、R x、滑动变阻器串联，电压表测 R0 和 Rx 两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数 U0x3V 时，电阻箱 Rx 接入电路中的电阻最大，此时滑动变阻器两端的电压：U 滑 UU 0x4.5V 3V1.5V，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I3 0.05A，则 R0 和 Rx 的最大总阻值：R 总 60，所以
18、，R x 允许接入电路的最大阻值：Rx 大 R 总 R0 601050 ，故 C 错误；（4）闭合开关 S，S 1 向右、S 2 向左闭合，R 0、R x、滑动变阻器串联，电压表被短路，电流表测电路中的电流，设此时电路的总电阻为 R 总 R x+R0+R 滑 ，即 RxR 总 R0R 滑 ，只调 Rx 使电流表示数减半时，电路的总电阻 R 总 R x+R0+R 滑 ，即 RxR 总 R0R 滑 ，由 R 可知，只调 Rx 使电流表示数减半时，电路的总电阻 R 总 2（R x+R0+R 滑 ） ，则 RxRx（R 总 R0R 滑 ） （R 总 R0R 滑 ）R 总 R 总 2（R x+R0+R
19、滑 ）（R x+R0+R 滑 ）R x+R0+R 滑R x，所以，R x2R x，即只调 Rx 使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的 2 倍，故 D 正确。7 （2017 眉山） 如图所示，电源电压为 6V 且保持不变，R 030，滑动变阻器的规格为“20 1A”，电流表的量程为“00.6A”，小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）A当 S 闭合， S1、S 2 都断开时，滑动变阻器接入电路的阻值范围是 420B当 S 闭合，S 1、S 2 都断开时，电路消耗最大功率是 3.6WC当 S、S 1、S 2 都闭合时，电路消耗的总功率最小值为 2.4WD
20、当 S、S 1、S 2 都闭合时，滑动变阻器接入电路的最小阻值是 15【答案】D。【解析】A、S 闭合，S 1、S 2 都断开，滑动变阻器与灯泡串联。由 P 可得，小灯泡电阻 RL 6，由 PUI 可得小灯泡正常发光时的电流：I 0.5A，当电路中电流最大时，电阻最小，则滑动变阻器接入电路的最小阻值：R 小6；滑动变阻器的规格为“20 1A”，则最大阻值 R 大 20 ，故滑动变阻器接入电路的阻值范围是 620；故 A 错误；B、S 闭合， S1、S 2 都断开，滑动变阻器与 L 串联，电阻最小时电流最大，其最大电流：I 最大0.5A电路消耗最大功率 P 最大 UI 最大 6V0.5A 3W；
21、故 B 错误；C、S、 S1、S 2 都闭合，滑动变阻器与 R0 并联，通过 R0 的电流：I 1 0.2A，当滑动变阻器的阻值最大时，此支路上的电流最小，则 I2 0.3A，则干路上的电流 I 最小 I 1+I20.2A+0.3A 0.5A，电路消耗的总功率最小值 P 最小 UI 最小 6V0.5A 3W，故 C 错误；D、由电流表的量程可知，干路中的最大电流为 0.6A，则电路消耗的总功率最大，电路中的总电阻 R 总 10，滑动变阻器与 R0 并联，则 ，即： ，解得 R 滑 15故 D 正确。8 （2019 达州） 如图甲所示，电源电压保持不变，R 1 为定值电阻，滑动变阻器 R2 的最
22、大阻值为 30，电压表的量程为 015V电压表的示数与滑动变阻器 R2 的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（ ）A电源电压为 20VBR 1 的阻值为 5C为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为 430D开关 S 闭合后电路消耗的最小功率为 14.4W【答案】D。【解析】由电路图可知，R 1 与 R2 串联，电压表测 R1 两端的电压。（1）由图乙可知，当 R210 时 U112V ，当 R220 时 U18V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流分别为：I ，I ，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，所以，电源的电压：UI（R 1+R2） I（R
23、1+R2） ，即 （R 1+10） （R 1+20） ，解得：R 110，故 B 错误；电源的电压 UI（R 1+R2） （10+10）24V，故 A 错误；（2）当电压表的示数 U115V 时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的电流：I 大 1.5A，此时滑动变阻器两端的电压：U2 小 UU 124V15V9V，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2 小 6，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为 630 ，故 C 错误；（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电路消耗的功
24、率最小，则 P 小 14.4W，故 D 正确。9 （2016 重庆） 如图所示电路，电源电压恒为 6V，定值电阻 R1 为 10，滑动变阻器 R2 的规格为“20 0.5A”，电压表量程为 03V，电流表量程为 00.6A 则（ ）A电压表测量的是电阻 R1 两端的电压B当变阻器 R2 的滑片 P 向左移动时，电压表的示数变小C为了保证电路中各元件安全工作，变阻器 R2 接入电路的阻值范围是 210D当变阻器 R2 接入电路中的阻值是 8 时，通电 1min 电阻 R1 产生的热量是 53.3J【答案】C。【解析】由电路图可知，R 1 与 R2 串联，电流表测电路中的电流，电压表并联在 R2
25、两端测 R2 两端的电压，故 A 错误；（1）当变阻器 R2 的滑片 P 向左移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由 I 可知，电路中的电流变小，由 UIR 可知，R 1 两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R 2 两端的电压变大，即电压表的示数变大，故 B 错误；（2）因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流 0.5A，电流表量程为 00.6A ，所以，电路中的最大电流 I 大 0.5A ，此时变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R 12，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，变阻器接入电路中的最小值：R2 小 RR 11
26、2102，当电压表的示数 U2 大 3V 时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，R1 两端的电压：U1UU 2 大 6V 3V3V，电路中的电流：I 小 ，即 ，解得：R 2 大 10，变阻器 R2 接入电路的阻值范围是 210，故 C 正确；（3）当变阻器 R2 接入电路中的阻值是 8 时，电路中的电流：I A，通电 1min 电阻 R1 产生的热量：Q1I 2R1t（ A） 21060s66.7J，故 D 错误。10 （2017 重庆） 如图甲为一个超声波加湿器，如图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为 12V，定值电阻 R0 的阻值为 30，电流表的量程为 0200mA，电压
27、表的量程为 09V 湿敏电阻 R的阻值随湿度 RH 变化的关系图象如图丙所示，其阻值最大为 120（图中未画出） 。则在电路安全工作的前提下，计算可得出（ ）AR 的电流最小值为 80mA BR 的电功率最大值为 0.9WCR 0 的电功率最小值为 0.3W D装置能监测湿度最大值为 90%【答案】C。【解析】由图可知，定值电阻 R0 与湿敏电阻 R 串联，电压表测量湿敏电阻 R 两端的电压，电流表测量电路中的电流；A、若湿敏电阻 R 的阻值最大为 120，此时电路中的电流最小，则此时最大总电阻：R 总 R 0+R 最大 30+120150，所以最小电流为 I 最小 0.08A80mA；此时湿
28、敏电阻 R 两端的电压： URI 最小 R 最大 0.08A1209.6V9V，由于电压表量程为 09V，则电流为 80mA 时湿敏电阻 R 两端的电压会超过电压表的量程，所以电路中的最小电流不能为 80mA，故 A 错误；B、由欧姆定律可得，电路中的电流 I ，则湿敏电阻 R 的电功率：PR I2R（ ） 2R ，所以，当 RR 030 时，R 的电功率 PR 最大，则 PR 最大 1.2W，故 B 错误；C、根据串联电路的分压原理可知，湿敏电阻 R 的阻值越大，其两端的电压也越大，由于电压表量程为09V，则湿敏电阻 R 两端的电压最大为 9V 时，此时湿敏电阻 R 的阻值最大，电路中的电流
29、最小；则根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可知，R 0 两端的电压：U0 最小 UU R 最大 12V 9V3V，则 R0 的最小电功率：P 0 最小 0.3W，故 C 正确；D、湿敏电阻 R 两端的电压最大为 9V，电路中的电流：I 最小 0.1A，根据欧姆定律可知，R 的最大电阻为：R 最大 90；由图乙可知能监测湿度的最大值为 80%，故 D 错误。11 （2016 成都） （多选）如图 1 所示电路中，电源电压不变，R 1 是定值电阻，R 2 由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体 EF、FG、GH 连接而成，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长成正比
30、，P 是与 R2 良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关 S 将 P 从 H 端移到 E 端时，电流表示数 I 与 P 向左移动距离 x 之间的关系如图 2 所示。已知 R110，则（ ）AEF 导体每 1cm 的电阻为 2BGH 导体的电阻为 5C当电流表示数为 0.5A 时，x 的值为 31cmDP 位于 x 0cm 及 x23cm 两处时，R 2 消耗的功率相等【答案】CD。【解析】当滑片位于 E 端时，电路为 R1 的简单电路，电路中的电流最大，由图象可知，I 大 0.6A，由 I 可得，电源的电压：UI 大 R10.6A106V，当滑片位于 H 端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电
31、路中的电流最小由图象可知，I 小 0.2A，则电路中的总电阻：R 总 30，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器的最大阻值：REHR 总 R1301020，由于滑片 P 从 H 端向 E 端移动，由图象的拐点可知：GH15cm，FG25cm15cm10cm，EF35cm 25cm10cm，中间一段电流无变化，故 FG 是铜导线，由图象可知，当滑片 P 位于 F 点时，电路中的电流 I0.4A，则总电阻：R 总 15，则 EF 段的总电阻：REFR 总 R1 15105，AEF 导体每 1cm 的电阻 0.5/cm，故 A 错误；BGH 导体的电阻 RGHR EHREF205 1
32、5，故 B 错误；C当电流表示数为 0.5A 时，电路中的总电阻 R 总 12，此时 R2 接入电路中电阻 R2R 总 R11210 2，长度为 4cm，则 x35cm4cm 31cm，故 C 正确；D当 x0cm 时，R 2 消耗的功率 P2I 小 2R2（0.2A） 2200.8W ，当 x23cm 时，电路中的电流 I0.4A ，R 25 ，则 R2 消耗的功率 P2I 2R2（0.4A） 250.8W，D正确。二计算题（共 10 小题）12 （2019 荆州） 如图，电源电压恒为 4.5V，灯泡 L 上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器 R2 上标有“15 1A”字样，定值电阻 R
33、1 阻值为 10，电流表量程为 03A，电压表量程为 03V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡正常工作时电阻为多大；（2）当开关 S、S 1、S 2 闭合， S3 断开时，电路最小总功率为多大；（3）当开关 S、S 3 闭合，S 1、S 2 断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器 R2 的取值范围【答案】 （1）灯泡正常工作时电阻为 6；（2）当开关 S、S 1、S 2 闭合， S3 断开时，电路最小总功率为 3.375W；（3）当开关 S、S 3 闭合，S 1、S 2 断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器 R2 的取值范围为 312。【解析】（1）根据 P 得，灯泡
34、正常工作时电阻：RL 6；（2）当开关 S、S 1、S 2 闭合， S3 断开时，灯泡 L 被短路，定值电阻 R1 与滑动变阻器 R2 并联，当滑动变阻器 R2 的阻值最大为 15 时，电路总电流最小，电路总功率最小，通过 R1 的电流：I 1 0.45A，通过滑动变阻器 R2 的电流： I2 0.3A，电路最小总功率：P 最小 U（I 1+I2）4.5V（0.45A+0.3A）3.375W；（3）当开关 S、S 3 闭合，S 1、S 2 断开时，R 1 断路，灯泡 L 与滑动变阻器 R2 串联，电压表测滑动变阻器R2 两端电压灯泡的额定电流：I 额 0.5A；因为灯泡额定电流 I 额 0.5
35、A，电流表量程为 03A，滑动变阻器标有“15 1A”字样，所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为 I 最大 I 额 0.5A，此时滑动变阻器 R2 阻值最小，则电路最小总电阻：R 最小 9滑动变阻器 R2 最小阻值：R 2 最小 R 最小 RL96 3；因为电压表量程为 03V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大为 U23V 时，此时滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流：I 最小 0.25A，滑动变阻器 R2 最大阻值：R 2 最大 12，综上所述滑动变阻器的阻值范围为 312 。13 （2018 秋渝中区校级月考）如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡 L
36、 标有“4V，1.6W”字样，小灯泡 L 的 IU 图象如图乙所示。定值电阻 R220，电流表的量程为 00.6A ，电压表的量程为03V只闭合开关 S、S 2 和 S3，移动滑动变阻器 R1 的滑片 P 至最右端时，电流表示数为 0.45A 时，R 2 消耗的电功率为 1.25W求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器 R1 的最大阻值；（3）只闭合开关 S 和 S1，在保持各元件安全工作的情况下，滑动变阻器 R1 允许接入电路的取值范围是多少？【答案】 （1）电源电压为 5V；（2）滑动变阻器 R1 的最大阻值为 25；（3）在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器 R1 允许的取值范围是 2
37、.512。【解析】（1）只闭合开关 S、S 2 和 S3，移动滑动变阻器 R1 的滑片 P 至最右端时，灯泡被短路，此时滑动变阻器 R1的最大阻值和 R2 并联，电流表测总电流，即 I 总 0.45A ；因并联电路各支路两端的电压相等且等于电源电压，所以根据 P 可得电源电压：U 5V；（2）此时通过 R2 的电流：I2 0.25A；由并联电路电流的规律可得，通过滑动变阻器 R1 的电流：I1I 总 I20.45A 0.25A0.2A，由 I 可得滑动变阻器 R1 的最大阻值：R1 25；（3）只闭合开关 S 和 S1，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，根据 PUI
38、可得，灯正常工作时的电流：IL 0.4A，根据 PUI 可得，灯泡正常工作时的电阻；RL 10；电流表量程为 00.6A，灯正常工作时的电流为 0.4A，根据串联电路电流的规律，电路中的最大电流为 I 最大 0.4A，此时灯正常发光，此时连入电路中的阻值最小；由串联电路的特点和欧姆定律可得，滑动变阻器 R1 的最小阻值：R 滑小 RL 102.5；因电压表的量程为 03V，由串联分压的规律可知，电压表的示数最大为 U 滑大 3V 时，变阻器连入电路中的电阻最大，因串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和，灯泡两端的最小电压：U L 最小 U U 滑大 5V 3V2V，由图乙可知，此时通过灯的
39、电流为电路中的最小电流，则 I 最小 0.25A ，由欧姆定律和串联电路电流的规律，变阻器连入电路中的最大电阻：R 滑大 12，故滑动变阻器 R1 允许的取值范围是 2.512。14 （2016 达州） 如图所示，电源电压不变，L 是标有“12V，6W”的小灯泡，且其电阻不随温度变化，R1 16，滑动变阻器 R2 的最大电阻值为 24，只闭合 S，S 2 时灯 L 恰能正常发光。求：（1）电源电压。（2）同时闭合开关 S、S 1、S 2 且滑片 P 位于最下端 B 时，电流表的示数。（3）当闭合开关 S 时，电路的最小总功率和此时电压表的示数。【答案】 （1）电源电压为 12V。（2）同时闭合
40、开关 S，S 1，S 2 且滑片 P 位于最下端 B 时，电流表的示数为 1.25A。（3）当闭合开关 S 时，电路的最小总功率和此时电压表的示数分别为 2.25W 和 4.5V。【解析】 （1）只闭合 S，S 2 时，电路为灯泡的基本电路；由于灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压，即 12V；（2）同时闭合开关 S、S 1、S 2 且滑片 P 位于最下端 B 时，灯 L、R 1、滑动变阻器并联，并且滑动变阻器的全部阻值接入电路，电流表测得是 R1 与滑动变阻器两条支路的电流之和；电路的总电阻：R 总 9.6；电流表的示数：I 1.25A；（3）当闭合开关 S 时，R 1、滑动变阻器以
41、及灯泡串联；由 P 可知，灯丝的阻值：R L 24；电路中最小电流：I 最小 0.1875A；电路的最小总功率：PUI 最小 12V0.1875A 2.25W；由欧姆定律可知，电压表的示数：UI 最小 RL0.1875A244.5V。15 （2017 达州 ）如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡 L 标有“4V1.6W“字样，电阻R1 20，滑动变阻器 R2 允许通过的最大电流为 1A，电流表的量程为 00.6A，电压表的量程为 03V。（1）只闭合开关 S2 时，电压表的示数为 2V，则电源电压和电阻 R1 消耗的电功率分别是多少？（2）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开
42、关，滑动变阻器 R2 消耗的最大功率和最小功率之比为2：1，则只闭合开关 S3，小灯泡 L 消耗的电功率变化范围是多少？【答案】 （1）电源电压为 6V，电阻 R1 消耗的电功率为 0.8W；（2）只闭合开关 S3，小灯泡消耗的电功率变化范围是 0.4W0.9W。【解析】 （1）由 P 可得，小灯泡的阻值：RL 10，只闭合开关 S2 时，L 与 R1 串联，电压表测 L 两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I 0.2A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：UI（R L+R1）0.2A （10+20 ）6V ，R1 消耗的电功率：P1I 2R1（0.2
43、A ） 2200.8W；（2）闭合所有开关时，R 1 与 R2 并联，电流表测通过 R2 的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，其消耗的电功率最小，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，滑动变阻器 R2 消耗的最大功率：P2 小 ，因滑动变阻器 R2 允许通过的最大电流为 1A，电流表的量程为 00.6A，所以，通过滑动变阻器的最大电流 I2 大 0.6A ，则滑动变阻器 R2 消耗的最大功率：P2 大 UI 2 大 ，因滑动变阻器 R2 消耗的最大功率和最小功率之比为 2：1，所以， ，则 R2 20，只闭合开关 S3 时，R L 于 R2 串联，电压表测 RL 两端的电压，当电压表
44、的示数 UL3V 时，电路中的电流：I1 0.3A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为 00.6A，所以，电路中的最大电流为 0.3A，则小灯泡 RL 消耗的最大电功率：PL 大 I 12RL（0.3A） 2100.9W，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，R L 消耗的电功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流：I2 0.2A，小灯泡 R1 消耗的电功率：PL 小 I 22RL（0.2A） 2100.4W，所以，小灯泡 RL 消耗的电功率变化范围是 0.4W0.9W。16 （2018 达州） 如图所示的电路中，小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，滑动变阻
45、器 R1 的最大电阻为40当只闭合 S、S 2，滑动变阻器的滑片 P 在中点时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑片滑到A 端时，A 1、A 2 的示数之比是 3：1（灯的电阻保持不变） 。求：（1）电源电压。（2）当只闭合 S、S 2，滑动变阻器的滑片 P 在 A 端时，小灯泡两端的实际电压。（3）小灯泡消耗的最小电功率（不能为 0） 。【答案】 （1）电源电压为 18V；（2）当只闭合 S、S 2，滑动变阻器的滑片 P 在 A 端时，小灯泡两端的实际电压为 3.6V；（3）小灯泡消耗的最小电功率为 0.4W。【解析】 （1）小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，表示灯的额定电压为 6V，额
46、定功率为 3.6W，灯的额定电流：I 0.6A，灯正常发光时的电阻：R L 10，当只闭合 S、S 2，滑动变阻器的滑片 P 在中点时，灯与变阻器串联，小灯泡正常发光，故灯的电压为 6V，电路中的电流为 0.6A，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压：UU L+U 滑 6V+I0.5R 滑 6V+0.6A2018V；（2）当只闭合 S、S 2，滑动变阻器的滑片 P 在 A 端时，灯与变阻器的最大电阻串联，根据电阻的串联，R 串联 R L+R 滑 10+4050，由欧姆定律，小灯泡两端的实际电压：U 实 I 实 RL 103.6V（3）所有开关都闭合，滑片滑到 A 端时，R 2 与变阻器的
47、最大电阻并联，电流表 A2 测 R2 的电流，电流表A1 测总电流，A 1、A 2 的示数之比是 3：1，根据并联电路电流的规律，通过变阻器的电流为 R2 的 2 倍，根据分流原理，R224080；当灯的电流最小时，根据 PI 2R，灯的实际功率最小，由图知，当 R2 与灯串联，即闭合 S3 时，电路的总电阻最大，电路的电流最小，I 小 0.2A，故小灯泡消耗的最小电功率：PI 小 2RL（0.2A） 210 0.4W。17 （2019 达州） 如图所示，电源电压保持不变，R 2 为定值电阻，小灯泡 L 上标有“6V 3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响） ，滑动变阻器 R1 的最大阻值为 20只闭合 S1，将滑动变阻器的滑片
浙公网安备33030202001339号