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專題九 電路安全問題 中學(xué)物理電學(xué)內(nèi)容中還涉及到電路安全問題，如用電器的額定值問題、元件接入電路安全問題、安全用電問題。中考中，電路安全問題占有一定比例，出現(xiàn)頻率較高。電路安全試題主要以選擇題、填空題出現(xiàn)。 電路安全考題多以選擇題形式出現(xiàn)，尤其是多選題，具有一定難度。解答時(shí)需要照顧到電路中各個(gè)元件都要在額定值范圍內(nèi)工作。在分析問題時(shí)常常會(huì)因?yàn)樾枰紤]的因素過多而出現(xiàn)選擇題漏選的問題，導(dǎo)致答案不準(zhǔn)確。 一、電路安全的含義 1.測(cè)量?jī)x表安全問題：電壓表、電流表在使用中，被測(cè)值不能超過儀表的量程。 2.滑動(dòng)變阻器：通過滑動(dòng)變阻器的電流不能超過其允許通過的最大電流。 3.額定值：所有用電器工作時(shí)，其電壓和通過的電流不能超過其額定值。 二、解題思路 1.串聯(lián)電路中，取單個(gè)元件的正常電流的電流最小值作為電路最大電流。 2.并聯(lián)電路中，取單個(gè)元件的正常電壓的電壓最小值作為電路最大電壓。 一、歐姆定律 1.歐姆定律：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。 2.公式：，其中：U為電源電壓，I為通過導(dǎo)體的電流R為導(dǎo)體的電阻。 注意：應(yīng)用歐姆定律的公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要統(tǒng)一到國(guó)際制單位后再進(jìn)行計(jì)算。歐姆定律公式中的各個(gè)物理量具有同一性，即I,U,R是對(duì)同一段導(dǎo)體、同一時(shí)刻而言的。 二、電氣設(shè)備額定值 1.額定電壓：用電器正常工作時(shí)所需的電壓，叫做額定電壓。如果實(shí)際電壓比額定電壓高很多，很可能損壞用電器；如果實(shí)際電壓比額定電壓低很多，用電器就不能正常工作，有時(shí)還會(huì)損壞用電器。 2額定電流：用電器在額定電壓下流過的電流叫額定電流。 例如，若燈泡標(biāo)有“3.8V 0.3A”字樣，“3.8V”是該小燈泡的額定電壓，“0.3A”是該小燈泡的額定電流。一般每個(gè)用電器都標(biāo)有額定電壓和額定電流值。對(duì)用電器造成損壞的原因往往是電流過大，實(shí)際電流大于額定電流時(shí)，易損壞用電器，實(shí)際電流小于額定電流時(shí)，用電器不能正常工作，有時(shí)易損壞用電器。 三、安全用電 1.觸電：觸電的起因是人體直接或間接與火線連通。 觸電危險(xiǎn)的真正原因是有較大的電流通過人體。因?yàn)槿梭w是導(dǎo)體，當(dāng)人體觸及帶電體時(shí)，有電流通過人體，電流對(duì)人體的危險(xiǎn)性跟電流大小、通電時(shí)間長(zhǎng)短等因素有關(guān)，通過人體的電流為8-10mA，人手就很難擺脫帶電體，通過人體的電流達(dá)到100mA，只要很短時(shí)間，就會(huì)使人窒息，心跳停止，即發(fā)生觸電事故時(shí)，電流越大，從觸電到死亡的時(shí)間越短。 （1）人體觸電或引發(fā)火災(zāi)，都是由于電路中的電流過大造成的，從歐姆定律來考慮：① 電壓越高越危險(xiǎn)；② 防止電阻過?。ㄈ纾簼袷植荒苡|摸開關(guān)和用電器，避免短路等）。 （2）加在人體上但不會(huì)對(duì)人體造成危害的電壓稱為安全電壓（≤36V）。我國(guó)家庭電路電壓為220V，動(dòng)力電路電壓為380V，高壓輸電線路電壓可達(dá)105V。 2.家庭電路中電流過大的原因：① 電路發(fā)生短路； ② 接入電路中的總功率過大。這兩個(gè)原因都可以使保險(xiǎn)絲熔斷。此外，如果保險(xiǎn)絲太細(xì)（額定電流過?。踩菀谉龎?。 3.安全用電常識(shí) （1）電壓越高越危險(xiǎn)：由歐姆定律可知，人體的電阻R一定，加在人體身上的電壓越大，通過人體的電流就越大。電流大到一定程度，人就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。所以電壓越高越危險(xiǎn)。 （2）高壓觸電的兩種方式：高壓電弧觸電、跨步電壓觸電。 （3）安全用電的原則：不接觸低壓（小于1000V）帶電體，不靠近高壓（大于1000V）帶電體。 一、電氣設(shè)備額定值 【典例1】(xx`婁底)現(xiàn)有“220V100W”的電燈泡一只，將它接在電壓為“110V”的電路中，實(shí)際功率為_____W，消耗1kWh的電能可供它連續(xù)工作______h。 【解析】家庭電路的電壓和燈泡的額定電壓相等，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)P＝UI求出通過該燈泡的電流；根據(jù)P＝UI＝求出燈泡的電阻，再根據(jù)P＝UI＝求出接在電壓為“110V”的電路中時(shí)的實(shí)際功率，根據(jù)P＝求出1kW?h的電能可供燈泡發(fā)光的時(shí)間。 由P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)通過的電流：I＝0.45A；由P＝UI＝可得，燈泡的電阻：R＝＝484Ω， 若將它接在電壓為“110V”的電路中時(shí)，燈泡的實(shí)際功率：P實(shí)＝＝25W＝0.025kW， 由P＝可得，1kW?h的電能可供燈泡發(fā)光的時(shí)間：t＝＝40h. 【答案】（1）25；（2）40。 二、元件接入安全問題 【典例2】（xx河南）在圖所示的電路中，電阻R1=10Ω,R2=20Ω，電源電壓保持不變。當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開，S2閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A。當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為 A，R2的電功率為 W。為了保障電路安全， 兩個(gè)開關(guān)不能同時(shí)閉合。 【解析】本題考查串并聯(lián)電路的判斷及規(guī)律。當(dāng)開關(guān)S1、S3斷開，S2閉合時(shí)，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律U=IR得，電源電壓是U=I（R1+R2）=6V。當(dāng)開關(guān)S1、S3閉合，S2斷開時(shí)，兩電阻并聯(lián)，電流表測(cè)通過干路的電流，I1=U/R1=6V/10Ω=0.6A ，I2=U/R2=6V/20Ω=0.3A，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.6A+0.3A=0.9A；R2的電功率P=U12=6V0.3A=1.8W；當(dāng)開關(guān)S1、S2同時(shí)閉合時(shí)，電路出現(xiàn)短路，所以它們不能同時(shí)閉合。 答案：0.9；1.8W；S1、S2。 三、安全用電問題 【典例3】（xx泰安）下列做法符合安全用電原則的是（ ）。 A．家用保險(xiǎn)絲熔斷后，可用鐵絲或銅絲代替； B．雷雨天氣可以站在大樹下避雨； C．選用插座時(shí)，所有家用電器都使用兩孔插座； D．搬動(dòng)電器前應(yīng)斷開電源開關(guān) 【解析】①當(dāng)家庭電路中發(fā)生短路或總功率過大時(shí)，會(huì)使導(dǎo)線發(fā)熱而引發(fā)事故，故要有能自動(dòng)切斷電路的裝置，這就是要安裝保險(xiǎn)絲的原因，保險(xiǎn)絲在電流過大時(shí)發(fā)熱自動(dòng)熔斷，切斷電路，從而起到保護(hù)電路的作用；②發(fā)生雷雨時(shí)，雷電可以沿著高大的樹木、建筑物進(jìn)入地下；③三孔插座中多出一個(gè)專門用于接地的孔，目的是為了讓金屬外殼與大地相連，因此接入電冰箱、洗衣機(jī)、電暖器等家用電器都要使用三孔插座；④安全用電的原則之一是不接觸低壓帶電體。 【解答】A、銅絲或鐵絲的電阻小、熔點(diǎn)高，在電流過大時(shí)，產(chǎn)生的熱量不容易達(dá)到熔點(diǎn)，因此不會(huì)熔斷，起不到保險(xiǎn)的作用。此選項(xiàng)不符合安全用電要求； B、雷雨天，雷電容易接觸高的物體，雷雨天在大樹下避雨容易發(fā)生觸電，所以應(yīng)避免在大樹下避雨。此選項(xiàng)不符合安全用電要求； C、家用電器的金屬外殼接地時(shí)，可避免因電器漏電時(shí)外殼帶電，三孔插座中多出的一個(gè)孔是用來接地線的。所以有金屬外殼的家用電器應(yīng)該連接三孔插座。此選項(xiàng)不符合安全用電要求； D、搬動(dòng)電器、更換燈泡時(shí)容易碰到金屬部分，切斷電源可以保證金屬部分不帶電。此選項(xiàng)符合安全用電要求。 故選D。 一、電氣設(shè)備額定值 1.（xx?武漢）某同學(xué)利用圖甲所示的器材測(cè)量小燈泡的電功率。實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“100Ω、0.5A”，小燈泡的額定電壓為2.5V。 （1）如圖甲所示，電路中還有兩根導(dǎo)線沒有連接，請(qǐng)你將電路連接完整。（要求：導(dǎo)線不允許交叉） （2）該同學(xué)連接好電路后，按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電流是　 A，額定功率是　 　W。 （3）該同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中有一組數(shù)據(jù)明顯存在錯(cuò)誤，這組數(shù)據(jù)是 （填數(shù)據(jù)序號(hào)）。剔除掉這組錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，我們分析后可以得出實(shí)驗(yàn)中電源電壓不會(huì)超過　 V。 數(shù)據(jù)序號(hào) 1 2 3 4 U/V 2.1 1.3 0.1 3.0 I/A 0.26 0.11 0.05 0.30 【解析】（1）燈的額定電壓為2.5V確定電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，由表中數(shù)據(jù)，電流表選用小量程與燈串聯(lián)；（2）根據(jù)電流表選用小量程分度值讀數(shù)，根據(jù)P=UI求小燈泡額定功率；（3）燈的電阻隨溫度的增大而增大；由歐姆定律I=，由表中數(shù)據(jù)分別求出4次實(shí)驗(yàn)的電阻大小分別找出不符合這個(gè)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)；根據(jù)滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“100Ω 0.5A的含義，燈與變阻器串聯(lián)，變阻器連入電路中的電阻越大，總電阻越大，由歐姆定律，電路中的電流越小，根據(jù)第3次數(shù)據(jù)，由歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出電源電壓的范圍。 【解答】（1）燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，由表中數(shù)據(jù)，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，如下： （2）該同學(xué)連接好電路后，按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，則小燈泡的額定電流是0.28A，額定功率是： P=UI=2.5V0.28A=0.7W； （3）通過燈的電流隨電壓的增大而變大，根據(jù)P=UI，燈的功率變大，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻變大，即燈的電阻隨電壓的增大而增大； 由歐姆定律I=，故R=，由表中數(shù)據(jù)知，4次實(shí)驗(yàn)的電阻大小分別為：R1=8.08Ω、R2=11.82Ω、R3=2.00Ω、R4=10.00Ω，而表中燈的電壓大小關(guān)系時(shí)：U4＞U1＞U2＞U3，第2次燈的電阻卻為最大，不符合這個(gè)規(guī)律，故數(shù)據(jù)是2； 滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“100Ω、0.5A”，表示變阻器的最大電阻為100Ω，允許通過的最大電流為0.5A， 燈與變阻器串聯(lián)，變阻器連入電路中的電阻越大，總電阻越大，由歐姆定律，電路中的電流越小，在第3次實(shí)驗(yàn)變阻器連入電路中的電阻最大，由歐姆定律，變阻器的電壓小于：U3滑=I3R滑=0.05A100Ω=5V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電源電壓： U總＜U3滑+U3=5V+0.1V=5.1V。 故答案為：（1）如上；（2）0.28；0.7；（3）2；5.1。 2.（xx孝感）為測(cè)量小燈泡的電功率，某實(shí)驗(yàn)小組選用了如圖所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中小燈泡上標(biāo)有““的字樣燈絲的電阻隨溫度的升高而變大，電源的電壓恒為，則( )。 A. 當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流為； B. 當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器與小燈泡兩端的電壓之比為4：5； C. 當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，10min內(nèi)電路消耗的總電能為300J； D. 當(dāng)小燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓的一半時(shí)，其實(shí)際功率大于 【解析】A. 根據(jù)的變形式計(jì)算，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流為： ，故A正確； B. 根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為： ， 所以滑動(dòng)變阻器與小燈泡兩端的電壓之比為：，故B正確； C. 當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，10min內(nèi)電路消耗的總電能為： ，故C錯(cuò)誤； D. 當(dāng)小燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓的一半時(shí)，按燈絲電阻不變計(jì)算實(shí)際功率為： ； 在實(shí)際當(dāng)中，當(dāng)實(shí)際功率變小時(shí)，燈絲溫度降低，燈絲的電阻變小，所以電壓減小一半時(shí)，其實(shí)際功率會(huì)大于，故D正確； 故選ABD。 3.（xx?岳陽(yáng)）如圖，電源電壓恒為4.5V，電流表的量程為“0~0.6A”，電壓表的量程為“0~3V”，燈泡上標(biāo)有“2.5V、1.25W”（不考慮燈絲電阻變化），滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20Ω、1A”。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，移動(dòng)滑片P的過程中（ ）。 A．電流表的示數(shù)最大為0.6A； B．燈泡消耗的最小功率為0.12W； C．電路消耗的最大電功率為2.7W； D．滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為4Ω。 【考點(diǎn)】電壓、電流和電阻。 【解析】當(dāng)小燈泡正常發(fā)光的功率為1.25W時(shí)，通過燈泡的最大電流，電路消耗的最大總功率P總=U總I總=4.5V╳0.5A=2.25W。 燈泡的電阻。 電路中最小電阻；燈泡與變阻器串聯(lián)，變阻器接入電路的最小電阻R變=R總—R燈=9Ω-5Ω=4Ω。 變阻器接入電路最大電阻為20Ω，電路中最大電阻為R總ˊ=R燈+R變ˊ=5Ω+20Ω=25Ω，電路中最小電流；燈泡消耗的最小電功率P燈小=I小2R燈=（0.18A）25Ω=0.162W。 A．電流表的示數(shù)最大為0.6A，錯(cuò)誤； B．燈泡消耗的最小功率為0.12W，錯(cuò)誤， C．電路消耗的最大電功率為2.7W，錯(cuò)誤； D．滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為4Ω，正確。 故選D。 4.（xx?泰安）如圖所示，電源電壓保持6V不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，定值電阻R1的規(guī)格為“10Ω、0.5A”，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“20Ω、1A”。閉合開關(guān)，為了保證電路安全，在變阻器滑片移動(dòng)過程中，下列說法正確的是（　?。? ①電阻R1消耗電功率允許的變化范圍為0.4W～0.9W； ②電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2A～0.5A； ③滑動(dòng)變阻器R2允許接入電路阻值的變化范圍為10Ω～20Ω； ④電路消耗總電功率允許的變化范圍為1.8W～3W A．只有①和③ B．只有①和④ C．只有②和③ D．只有②和④ 【解析】由圖知，定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)量定值電阻兩端電壓。①已知電流表選擇的量程和定值電阻規(guī)格，可以確定電路最大電流；已知電壓表選擇的量程，可以確定定值電阻兩端最大電壓；電路電流最大時(shí)，定值電阻消耗的功率最大；電路電流最小﹣﹣總電阻最大時(shí)，消耗的功率最小。據(jù)此確定定值電阻消耗功率的變化范圍及電路電流變化范圍；②電路電流最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最?。浑娏髯钚r(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最大。據(jù)此確定滑動(dòng)變阻器接入電路電阻范圍；③已知電源電壓和電路最大、最小電流，利用公式P=UI確定電路消耗的總功率的變化范圍。 【解答】①、電壓表示數(shù)為3V時(shí)，電路電流為I1===0.3A；而電流表選擇的是0﹣0.6A量程，所以電路最大電流為I=0.3A。 此時(shí)R1消耗的功率為P1最大=U1I1=3V0.3A=0.9W； 當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部串聯(lián)在電路中時(shí)，R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω， 此時(shí)電路電流為I′===0.2A， 此時(shí)R1消耗的功率為P1最小=I′2R1=（0.2A）210Ω=0.4W。 所以阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4W～0.9W．選項(xiàng)①正確； ②、由上知，電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2A～0.3A．選項(xiàng)②錯(cuò)誤； ③、當(dāng)電路電流最大為I=0.3A時(shí)，電路總電阻為R最小===20Ω， 所以滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為R2最小=R﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω。 所以R2接入電路的阻值允許變化范圍為10Ω～20Ω．選項(xiàng)③正確； ④、整個(gè)電路消耗的最小功率為P總小=UI最小=6V0.2A=1.2W； 最大功率為P總大=UI最大=6V0.3A=1.8W。 所以電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2W～1.8W．選項(xiàng)④錯(cuò)誤。 故選A。 5.（xx成都）如圖所示，電熱水壺上標(biāo)有“220V 1800W”，小明發(fā)現(xiàn)燒水過程中熱水壺的發(fā)熱體部分很快變熱，但連接的電線卻不怎么熱，是因?yàn)閷?dǎo)線的電阻比發(fā)熱體的電阻　 　。在額定電壓下，燒開一壺水用時(shí)3min20s，這段時(shí)間內(nèi)電熱水壺發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量為　 　J。 【解析】熱水壺的發(fā)熱體與電線串聯(lián)，通過它們的電流及時(shí)間相等，但熱水壺的發(fā)熱體的電阻比電線的電阻大得多，由焦耳定律Q=I2Rt可知，熱水壺的發(fā)熱體比電線產(chǎn)生的熱量就多得多，所以電熱絲很熱，但與之相連的電線卻不怎么熱； 在額定電壓下，燒開一壺水用時(shí)3min20s，這段時(shí)間內(nèi)電熱水壺發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量： Q=Pt=1800W（360s+20s）=3.6104J。 故答案為：??；3.6104。 6．（xx?達(dá)州）兩個(gè)標(biāo)有“5Ω、1A“和“10Ω、0.6A”的定值電阻，將它們串聯(lián)起來使用時(shí)等效電阻為　 Ω，電源電壓最多為　 V；若將它們并聯(lián)時(shí)干路電流最大是　 　A。 【解析】（1）（2）串聯(lián)電路電流處處相等；為了不損壞電阻，比較兩電阻允許通過的最大電流，選其中較小的電流；然后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出總電阻，再利用U=IR即可求出電源電壓的最大值；（3）并聯(lián)電路兩端電壓相等；為了不損壞電阻，根據(jù)U=IR分別求出各電阻兩端允許的最大電壓，然后比較，選其中較小的電壓，再利用I=分別求出各支路電流，最后利用并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)求出干路上允許的最大電流。 【解答】（1）串聯(lián)電路的等效電阻（總電阻）等于各個(gè)電阻之和， 所以R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω； （2）由題知，兩電阻允許通過的最大電流分別為：I1=1A，I2=0.6A，則I1＞I2， 因串聯(lián)電路電流處處相等，所以為了不損壞電阻，串聯(lián)電路中的最大電流為0.6A； 則電源電壓的最大值：U大=I大（R1+R2）=0.6A（5Ω+10Ω）=9V； （3）兩電阻兩端允許的最大電壓分別為：U1=I1R1=1A5Ω=5V，U2=I2R2=0.6A10Ω=6V， 比較可知U1＜U2 ， 為使兩電阻都不燒壞，則電路兩端允許加的最大電壓是5V； 此時(shí)通過R1電阻的電流為1A，通過R2電阻的電流：I2′===0.5A， 則并聯(lián)電路中干路上允許的最大電流為：I大′=I1+I2′=1A+0.5A=1.5A。 故答案為：；15；9；1.5A。 7.（xx臨沂）如圖所示，電源電壓恒為3V，燈泡L標(biāo)有“3V、1.5W”字樣（不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響），滑動(dòng)變阻器R最大阻值為30Ω，電壓表量程“0﹣3V”，電流表量程為“0﹣0.6A”。在電路安全的情況下，下列判斷正確的是（　　）。 A．燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為10Ω； B．只閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的取值范圍只能是0﹣10Ω； C．只閉合開關(guān)S，該電路的最大功率是2.5W； D．將滑片P移到R的最左端，閉合開關(guān)S、S1，電流表示數(shù)為0.6A 【解析】A、由P=UI=可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：RL===6Ω，故A錯(cuò)誤； BC、只閉合開關(guān)S時(shí)，滑動(dòng)變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流， 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)，此時(shí)電壓表的示數(shù)為零，燈泡兩端的電壓等于電源電壓3V， 通過燈泡的電流：IL===0.5A＜0.6A， 則電路中電流最大為0.5A，電路的最大功率為：P大=UI大=3V0.5A=1.5W，故C錯(cuò)誤； 電源電壓為3V，電壓表量程“0﹣3V”，當(dāng)變阻器接入電路中的阻值最大時(shí)，電流最小，兩電表都是安全的，所以，滑動(dòng)變阻器的取值范圍是0～30Ω，故B錯(cuò)誤； D、將滑片P移到R的最左端，閉合開關(guān)S、S1，滑動(dòng)變阻器R與燈泡L并聯(lián)，電壓表測(cè)導(dǎo)線兩端的電壓，電流表測(cè)干路中的電流，因燈泡兩端的電壓仍然為3V，則通過小燈泡的電流：IL=0.5A； 通過滑動(dòng)變阻器的電流：IR===0.1A， 則電流表的示數(shù)：I′=IL+IR=0.5A+0.1A=0.6A，故D正確； 故選D。 二、元件接入安全問題 1.（xx濱州）如圖所示，把標(biāo)有“6V、6W”字樣的燈泡L接入電源電壓恒為9V的電路中，為使燈泡L正常發(fā)光，需要串聯(lián)的定值電阻R0=　 　。 【解析】由燈泡的銘牌可知，燈泡正常發(fā)光的電壓6V，額定功率為6W，由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：IL===1A； 由圖可知，燈泡L與電阻R0串聯(lián)，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，因串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，所以R0兩端的電壓：UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V； 串聯(lián)電路中電流處處相等，所以IR=IL=1A，則R0的阻值為：R0===3Ω。 答案：3Ω。 2．（xx?瀘州）如圖所示的電路，電源電壓恒為9V，電壓表量程為0～6V，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為30Ω、1A”，燈泡L標(biāo)有“6V、3W“字樣。閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)時(shí)，要求兩電表示數(shù)均不超過所選量程，燈泡兩端的電壓不超過額定值，不考慮燈絲電阻變化，在全部滿足以上條件的情況下，電流表的量程應(yīng)選　 　最恰當(dāng)（選填“0～0.6A”或“0﹣3A“），滑動(dòng)變阻器接人電路中的最小阻值應(yīng)為　 　Ω；電路中電流的最小值應(yīng)為　 　A。 【解析】由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。（1）根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后與滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路中的最大電流，據(jù)此確定電流表的量程，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻和電路的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值；（2）由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的最小電流。 【解答】由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。 （1）由P=UI可得，燈泡的額定電流：IL===0.5A， 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A， 所以，電路中的最大電流I大=IL=0.5A，則電流表的量程為0～0.6A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，由I=可得，燈泡的電阻和電路的最小總電阻分別為： RL===12Ω，R總小===18Ω， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值：R小=R總小﹣RL=18Ω﹣12Ω=6Ω； （2）由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為UR=6V時(shí)，變阻器接入電路的阻值最大，電路中的電流最小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以，此時(shí)燈泡兩端的電壓：UL′=U﹣UR=9V﹣6V=3V， 則電路中的最小電流：I小===0.25A。 故答案為：0～0.6A；6；0.25。 3.（xx?云南）小雅同學(xué)在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，不小心將電壓表和電流表的位置互換了，如圖所示，如果此時(shí)將開關(guān)閉合，則（?。?。 A．兩表都可能被燒壞； B．兩表都不會(huì)被燒壞； C．電流表不會(huì)被燒壞； D．電壓表不會(huì)被燒壞，電流表可能被燒壞 【解析】電流表的電阻很小，相當(dāng)于一段導(dǎo)線，將電壓表和電流表位置接反了，電流表直接接到電源兩極上，電路就是短路。 將電壓表和電流表位置接反了，如圖所示，此時(shí)電流表直接接到電源兩極上，造成電源短路；通過電流表的電流會(huì)很大，電流表將被燒壞；由于是電源短路，沒有電流通過電壓表，所以，電壓表不會(huì)燒壞。 故選D。 4.（xx?濟(jì)寧）兩個(gè)相同的小燈泡串聯(lián)起來接入電路中，正常工作。如果其中一只燈泡發(fā)生了斷路，另一只燈泡也不能工作。用一根導(dǎo)線或電壓表與其中一只小燈泡并聯(lián)，就能檢測(cè)出發(fā)生斷路的小燈泡。你認(rèn)為用　 ?。ㄟx填“導(dǎo)線”或“電壓表”）檢測(cè)更好些，理由是　 　。 【解析】選擇器材接入電路判斷用電器故障時(shí)，應(yīng)該使接入的器材和原電路安全，不能造成短路。 要檢驗(yàn)燈泡故障，需要將所選器材與其中的一只燈泡并聯(lián)。如果選擇導(dǎo)線，可能會(huì)造成另一燈泡兩端電壓過高，從而燒壞燈泡。所以不能選擇導(dǎo)線，用電壓表更好。 【答案】電壓表；如果選擇導(dǎo)線，可能會(huì)造成另一燈泡兩端電壓過高，從而燒壞燈泡。 5.（xx大慶）如圖（a）所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器的滑片P由B端移動(dòng)到A端時(shí)，測(cè)得電阻R1兩端的電壓與通過電阻R1的電流變化關(guān)系如圖（b）所示。 （1）求電源的電壓U和滑動(dòng)變阻器的最大阻值Rm。 （2）當(dāng)電流I=1.0A時(shí)，求電阻R1與R2消耗的功率之比P1：P2。 （3）寫出電壓表V2的示數(shù)與通過電阻R2的電流變化關(guān)系式，并寫出V2大小的變化范圍。 【解析】（1）由電路圖可知，當(dāng)滑片P在A端時(shí)，只有電阻R1接入電路，此時(shí)電阻R1的電壓最大，由I﹣U圖象找出電壓所對(duì)應(yīng)的電流，由歐姆定律可以求出電阻R1的阻值；由電路圖可知，當(dāng)滑片P在A端時(shí)，只有電阻R1接入電路，電阻R1兩端的電壓等于電源電壓，由I﹣U圖象可以求出電源電壓；由電路圖可知，當(dāng)滑片在B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，此時(shí)電阻R1兩端電壓最小，由I﹣U圖象找出流過電路的電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值。 （2）根據(jù)P=UI，分別求出電阻R1與R2消耗的功率，可得功率之比P1：P2。 （3）由圖可知V2并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器R2兩端，當(dāng)R2短路時(shí)電壓最小；當(dāng)R2全部接入時(shí)電壓最大，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律可求得V2的電壓。 【答案】解：（1）當(dāng)P在A端時(shí)，只有電阻R1接入電路，此時(shí)電阻R1的電壓最大， 由I﹣U圖象可知，電阻R1兩端電壓U1=6V，電路電流I1=1.5A， 電阻R1的阻值：； 由電路圖可知，當(dāng)P在A端時(shí)電源電壓加在R1上，由I﹣U圖象可知，電源電壓U=U1=6V； 當(dāng)P在B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部接入電路，總電阻最大，電流最小， 由I﹣U圖象可知電路電流是I=I1′=0.5A； 此時(shí)電路總電阻：，則滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值： Rm=R總﹣Rl=12Ω﹣4Ω=8Ω。 （2）當(dāng)電流I′=1.0A時(shí)，由圖象可得，U1=4V，電阻R1與R2串聯(lián)， 則R2兩端的電壓：U2=U﹣U1=6V﹣4V=2V， 電阻R1與R2消耗的功率分別為：P1=U1I″=4V1.0A=4W； P2=U2I″=2V1.0A=2W； 電阻R1與R2消耗的功率之比P1：P2=4W：2W=2：1。 （3）V2測(cè)滑動(dòng)變阻器R2的電壓， 由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得，電壓表V2的示數(shù)與通過電阻R2的電流變化關(guān)系式：U2=U﹣IR1 =6V﹣I4Ω； 當(dāng)P在A端時(shí)，V2的示數(shù)為0V； 當(dāng)P在B端時(shí)，R1兩端電壓最小，由圖象可知UR1=2V，則U2=U﹣UR1=6V﹣2V=4V； 所以電壓表V2示數(shù)的變化范圍為：0V～4V。 答：（1）電源的電壓U是6V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值Rm是8Ω；（2）當(dāng)電流I=1.0A時(shí)，求電阻R1與R2消耗的功率之比P1：P2是2：1；（3）寫出電壓表V2的示數(shù)與通過電阻R2的電流變化關(guān)系式是U2=U﹣IR1 =6V﹣I4Ω；V2大小的變化范圍是0V～4V。 三、安全用電問題 1．（2019益陽(yáng)）我國(guó)家庭電路的電壓是　 V，現(xiàn)在新建居民樓電路中的保險(xiǎn)裝置一般采用空氣開關(guān)，空氣開關(guān)安裝在電能表的　 ?。ㄟx填“前面”、“后面”、“前后都可以”）。 【解析】我國(guó)家庭電路的電壓是220V；在家庭電路的進(jìn)戶布局中，電能表測(cè)家庭電路所消耗的電能，總開關(guān)一定要安裝在電能表之后。 故答案為：220；后面。 2.（xx濰坊）“珍愛生命，注意安全”是中學(xué)生應(yīng)具備的基本安全意識(shí)。下列關(guān)于安全用電的說法正確的是（　?。?。 A．只要不接觸高壓設(shè)備就不會(huì)觸電； B．使用測(cè)電筆時(shí)，手指不能接觸筆尾金屬體； C．電燈的開關(guān)可以接在零線和燈泡之間； D．一旦發(fā)生觸電事故，應(yīng)先切斷電源再進(jìn)行搶救 【解析】A、安全用電的原則是：不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體，故A錯(cuò)誤； B、使用測(cè)電筆辨別火線時(shí)，一定要用手觸及筆尾的金屬部分，否則容易造成誤判，認(rèn)為帶電體不帶電是十分危險(xiǎn)的，故B錯(cuò)誤； C、控制電路的開關(guān)應(yīng)該接著用電器和火線之間，故C錯(cuò)誤； D、發(fā)生觸電事故時(shí)，千萬不能用手去拉觸電者，首先要立即切斷電源再采取措施搶救觸電者，故D正確。 故選D。 3．（xx臨沂）下列做法符合安全用電要求的是（　?。?。 A．開關(guān)應(yīng)接在電燈與零線之間； B．在戶外，不要靠近高壓帶電體； C．使用測(cè)電筆時(shí)手不能接觸金屬體筆尾； D．將三腳插頭改為兩腳插頭接在兩孔插座上使用 【解析】（1）控制電路的開關(guān)要接在用電器與火線之間；（2）安全用電的基本原則是不靠近高壓帶電體，不接觸低壓帶電體；（3）使用測(cè)電筆時(shí)，筆尖接觸導(dǎo)線，手接觸筆尾金屬體，當(dāng)接觸火線時(shí)氖管會(huì)發(fā)光；（4）大功率或帶有金屬外殼的用電器，必須使用三孔插座，以防外殼帶電，危及人身安全。 【解答】A、控制電燈的開關(guān)安裝在火線與燈之間，防止維修或更換電燈時(shí)發(fā)生觸電事故。故A錯(cuò)誤； B、在戶外，不要靠近高壓帶電體，因?yàn)楦邏簬щ婓w在不接觸時(shí)也可能會(huì)觸電，故B正確； C、使用測(cè)電筆時(shí)，人手不能接觸筆尖，但必須接觸筆尾金屬體，故C錯(cuò)誤； D、帶有金屬外殼的用電器，其金屬外殼一定要接地線，故不能把用電器的三腳插頭改為兩腳插頭接在兩孔插座上使用，以防用電器外殼帶電，會(huì)危及人身安全，故D錯(cuò)誤。 故選B。 4.（xx德州）下列情況符合安全用電原則的是（ ）。 A.發(fā)生觸電事故時(shí)，不能用手去拉，要立即切斷電源； B.控制用電器的開關(guān)連接在零線和用電器之間； C.將電風(fēng)扇三線插頭最長(zhǎng)的腳折彎后，插在兩孔插座上使用； D.在同一個(gè)插排上連接多個(gè)大功率用電器 【解析】A．因?yàn)槿梭w是導(dǎo)體，發(fā)生觸電事故時(shí)，不能用手去拉，應(yīng)該立即切斷電源，然后再進(jìn)行其他的救護(hù)措施，故A正確。 B．控制用電器的開關(guān)應(yīng)連接在火線和用電器之間，這樣在斷開開關(guān)時(shí)，用電器才不會(huì)帶電，故B錯(cuò)誤。 C．將電風(fēng)扇三線插頭最長(zhǎng)的腳折彎后，插在兩孔插座上使用，沒有接地功能，用電器外殼帶電時(shí)，會(huì)發(fā)生觸電事故，故C錯(cuò)誤。 D．在同一個(gè)插排上連接多個(gè)大功率用電器，會(huì)使電路中電流過大，容易引發(fā)火災(zāi)，故D錯(cuò)誤。 【答案】A。 5．（xx?南京）下列措隨不符合安全用電規(guī)范的是（　?。?。 A．用濕布擦抹正在工作的臺(tái)燈； B．用電器的金屬外殼接地； C．用電器的開關(guān)裝在火線上； D．使用測(cè)電筆時(shí)，手接觸筆尾的金屬電極 【解析】（1）濕物體是導(dǎo)體，接觸帶電體容易發(fā)生觸電；（2）大功率或帶有金屬外殼的用電器，其金屬外殼一定要接地，以防用電器外殼帶電，會(huì)危及人身安全；（3）開關(guān)應(yīng)該接在燈泡和火線之間；（4）使用測(cè)電筆辨別火線時(shí)，有一定要用手觸及筆尾的金屬部分，否則容易造成誤判，認(rèn)為帶電體不帶電是十分危險(xiǎn)的；使用測(cè)電筆時(shí)，不能用手觸及測(cè)電筆前端的金屬探頭，這樣會(huì)造成人身觸電事故。 【解答】A、水是電的導(dǎo)體，用濕布擦抹正在工作的臺(tái)燈時(shí)，可能會(huì)因濕抹布導(dǎo)電而發(fā)生觸電事故，故A不符合安全用電原則； B、家用電器的金屬外殼要與大地相連，若金屬外殼帶電，電流會(huì)通過地線導(dǎo)入大地，故B符合安全用電原則； C、用電器的開關(guān)應(yīng)裝在火線上，這樣在斷開開關(guān)時(shí)，能“切斷”火線，燈泡才不會(huì)帶電，故C符合安全用電原則； D、使用測(cè)電筆時(shí)，不能用手觸及測(cè)電筆前端的金屬探頭，但一定要用手觸及筆尾的金屬部分，這樣才能正確辨別火線和零線，故D符合安全用電原則。 故選：A。 6．（xx?廣安）關(guān)于家庭電路和安全用電，下列說法中正確的是（　?。?。 A．使用試電筆時(shí)，手指不能觸碰試電筆上端的金屬帽； B．金屬外殼的用電器必須接地； C．低于220V的電壓對(duì)人體都是安全的； D．若空氣開關(guān)“跳閘”，一定是電路中出現(xiàn)了短路 【解析】①使用測(cè)電筆時(shí)，手指接觸筆尾金屬體；②帶有金屬外殼的用電器，外殼一定要接地；③經(jīng)驗(yàn)證明，只有不高于36V的電壓對(duì)人體才是安全的；④家庭電路電流過大的原因：短路、總功率過大。 【解答】解：A、使用試電筆時(shí)筆尖應(yīng)該接觸被測(cè)導(dǎo)線，手指按住筆尾的金屬帽。故A錯(cuò)誤； B、有些電器的外殼是金屬的，為了防止漏電，把外殼接地讓漏出來的電導(dǎo)入到大地，避免觸電。故B正確； C、經(jīng)驗(yàn)證明，只有不高于36V的電壓對(duì)人體才是安全的。故C錯(cuò)誤； D、空氣開關(guān)“跳閘”，說明電路電流太大，原因是電路中出現(xiàn)了短路或用電器的總功率過大。故D錯(cuò)誤。 故選：B。 7．(xx恩施)如圖，要求開關(guān)控制螺旋燈泡，將圖中元件分別正確連接到電路中。 【解析】掌握家庭電路的燈泡、開關(guān)、三孔插座、兩孔插座、保險(xiǎn)絲的接法，同時(shí)考慮使用性和安全性。 燈泡接法：火線進(jìn)入開關(guān)，再進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn)，零線直接接入燈泡的螺旋套； 三孔插座：上孔接地線；左孔接零線；右孔接火線。如圖所示： 8. (xx天津)在使用圖所示的插線板時(shí)發(fā)現(xiàn)：只有在開關(guān)閉合時(shí)，指示燈才能發(fā)光，插孔才可以提供工作電壓：即使指示燈損壞，開關(guān)閉合時(shí)插孔也能提供工作電壓。下圖中插線板電路連接符合上述現(xiàn)象及安全用電要求的是（　　）。 【解析】干路開關(guān)控制所有的用電器。并聯(lián)電路各用電器之間互不影響，串聯(lián)電路的用電器互相影響。 【解答】插線板上的指示燈在開關(guān)閉合時(shí)會(huì)發(fā)光，插孔正常通電，說明開關(guān)同時(shí)控制燈泡和插座，燈泡和插座之間可能是串聯(lián)，也可能是并聯(lián)，如果兩者并聯(lián)，開關(guān)應(yīng)該在干路上；如果指示燈損壞，開關(guān)閉合時(shí)插孔也能正常通電，說明燈泡和插座之間是并聯(lián)的，開關(guān)接在燈泡、插座和火線之間控制火線使用更安全，故A正確； 故選：A。