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本課程是電氣知識的重點、難點、必考點，也是提高成績的一個點。
請檢查一下自己是否掌握了以下基本知識點。如果您還有問題，請點擊相應的課程鏈接幫您解決！
[基本鏈接]
【關于電的基礎知識點】
1、電路常見的四種狀態是接入、開路、短路、短路。
2、最基本的電路連接方式是串聯和并聯。
3. 電的三個基本要素是電流、電壓和電阻。
4、電學實驗中常用的儀器有電流表、電壓表和滑動變阻器。
5、電路分析計算的基本依據是歐姆定律。
6、電路計算遵循的兩個基本原則是電源電壓不變和定值電阻阻值不變。
7、綜合運用電氣知識進行電路分析和動態計算。
在動態電路計算中，某些類型的題要求在保證電路安全運行的同時計算相應物理量的變化范圍。它是動態電路計算的一種形式，經常出現在選擇題或結局題中。此類題要求的題目是電氣部分的難點和考點。
【舉手提問】
1. 電路元件的安全工作范圍是多少？
2、計算電路元件安全工作范圍的依據是什么？
3、如何解釋電路元件的數字和符號的含義？
4、如何計算電路元件的安全工作范圍？
【新課學習】
1.電路安全范圍
電路元件的安全工作范圍是指電路電阻變化時，在保證電路元件安全工作的情況下，通過電路元件的電流、兩端電壓以及電阻的允許值范圍。
電路安全范圍計算是指在保證電路安全運行的情況下，當電路各元件的電流、電壓、電阻發生變化時，計算元件的電流、電壓、電阻或電功率等物理量的允許值范圍。電路元件。過程。
2、電路元件安全工作范圍的計算依據
電路元件安全工作范圍的計算基于五個常規電氣實驗，即：
1.《探索電流與電壓的關系》
2.《電流與電阻的關系》
3.“伏安法測量電阻”
4.《伏安法測量小燈泡電阻》
5.《伏安法測量小燈泡電功率》
不同的研究實驗對設備選擇、實驗目的、實驗程序、數據分析、實驗結論等都有不同的要求。
對于同一個實驗，不同的實驗組可能會選擇不同的設備型號，但保證實驗過程中電路元件的安全運行是實驗的基本要求。
三、常用電路元件數字和符號的含義
如何保證電路中的元件安全工作，不被燒壞？無論是實驗還是測試過程中，都必須了解電路元件的規格、型號和標記數字的含義。
常見的電路元件包括：
●電流表
實驗室常用的電流表有兩個量程：0~0.6A和0~3A（圖A）。如果電流表選擇0~0.6A量程（圖B），那么電路中的最大電流不得超過0.6A，這意味著保證電流表的安全工作電流應在0至0.6A之間。
甲和乙
●電壓表
實驗室常用的電壓表有兩個量程：0~3V和0~15V（圖A）。如果電壓表選擇0~3V量程（圖B），那么電壓表所在電路兩端的最大電壓不得超過3V，以保證電壓表安全工作的電壓應在0至3V。
甲和乙
●滑動變阻器
實驗室常用的滑動變阻器有“2A 20Ω”、“1.5A 50Ω”等不同型號。 （如下圖）
例如：對于“2A 20Ω”的滑動變阻器型號，2A表示使用時通過滑動變阻器的最大電流不得超過2A，否則會燒壞變阻器。
20Ω表示滑動變阻器的最大電阻為20Ω。使用時，滑動變阻器的阻值可在0～20Ω之間變化。
●定值電阻
實驗室里有很多類型的定值電阻，上面都標有電阻值、電流值或功率值（如下圖）。
定值電阻
例如：定值電阻標記為“10Ω 0.5A”。該電阻的阻值為10Ω，允許通過的最大電流不得超過0.5A。
根據歐姆定律，可以計算出電阻兩端的最大電壓不得超過：U=IR=0.5A×10Ω=5V。
根據電功率公式計算，電阻器的最大電功率不得超過：P=UI=5V×0.5A=2.5W。
●小燈泡
實驗室常用的小燈泡一般都標有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”（如下圖）。
其中2.5V和3.8V為小燈泡的額定電壓，即小燈泡的正常工作電壓，0.3A為額定電流，即小燈泡在工作時的正常工作電流。額定電壓。
根據歐姆定律，可以計算出小燈泡正常發光時的電阻。
例如“2.5V 0.3A”小燈泡的電阻為：
R=U/I=2.5V/0.3A=8.3Ω。
根據電功率公式初中物理 電路安全，可以計算出“2.5V 0.3A”等小燈泡的功率。
正常照明時的電功率為：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
●電源
在電學實驗中，通常采用AA干電池（每節1.5V）或蓄電池（每節2V）串聯作為電源。電源根據實驗要求選擇。
例如：
在探索電流與電壓關系的實驗中，可以選擇兩節串聯的干電池和電壓為3V的電源來完成實驗。
實驗電路
第一的
在探究電流與電阻關系的實驗中，選擇電壓為4.5V、三節干電池串聯的電源較為方便。
實驗電路
第二
在測量3.8V小燈泡電功率的實驗中，可以選擇供電電壓為6V的電池或4.5V干電池作為電源。
實驗電路
在實驗室的實際運行過程中，所使用的電源已經實現了智能化。電源電壓根據具體實驗要求選擇。無需拘泥于課本上標明的電源類型。
4、電路元件安全工作范圍的計算思路和方法
以伏安法“測量小燈泡的電功率”實驗為例。
圖為測量“2.5V 0.3A”小燈泡電功率的電路圖。電壓表V1、V2均采用0~3V量程，電流表采用0~0.6A量程，滑動變阻器為“1A 50Ω”，電源電壓為4.5V。改變。
在保證各部件安全運行的情況下。 （假設小燈泡電阻不受溫度影響）
求：
(1)電壓表V1、V2和電流表A指示值的范圍。
(2)滑動變阻器的允許值范圍。
(3)電路的功率范圍。
(4)小燈泡的電功率范圍。
(5)滑動變阻器的功率范圍。
【電路分析思路與方法】
1、根據電路連接方法，確定電路的最大電流作為分析電路的切入點。
原電路中，小燈泡L、滑動變阻器R和電流表A組成串聯電路（如下圖）。
電路中有三個電流，小燈泡安全工作電流IL=0.3A，滑動變阻器安全工作電流IR=1A，電流表安全工作電流IA=0.6A。
由于串聯電路中的電流都是相等的，為了保證電路中各元件的安全，串聯電路中的最大電流為小燈泡的正常工作電流0.3A。
本次分析的切入點是：
保證電路各元件都能安全工作的電流值為0.3A。
2、根據電路連接方法計算電路各元件的安全工作值。
根據串聯電路的電流、電壓和電阻特性以及歐姆定律，我們可以知道：
●(1)小燈泡
當電路電流IL=0.3A，小燈泡正常工作時，小燈泡兩端的安全工作電壓為小燈泡的額定電壓：UL=2.5V。
小燈泡的電阻為：
RL=UL/IL=2.5V/0.3A=8.3Ω。
小燈泡的額定功率為：
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
●(2)滑動變阻器
由于串聯電路U=U1+U2，滑動變阻器兩端的電壓為：
UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V，電路中最大電流IL=0.3A。
根據歐姆定律，滑動變阻器的最小電阻為：
R最小值=UR/IL=2V/0.3A=6.67Ω。
根據電功率公式，滑動變阻器的最大功率為：
P=URIL=2V×0.3A=0.6W
●（3）電路的電流指示數和最大功率
電流表的最大讀數為IA=IL=0.3A。
由于電源電壓U=4.5V保持不變，根據電功率公式計算電路的最大總功率：
Pmax=U功率 I=4.5V×0.3A=1.35W
●(4)電壓指示數
當小燈泡正常發光時，電壓表V1的最大讀數為2.5V，電壓表V2的最小讀數為2V。
3.根據電路動態，確定電路中電流的最小值
如下圖所示，當滑動變阻器的滑片最大時，電路中的電流最小。
在串聯電路中，導體兩端的電壓與電阻成正比。當滑動變阻器滑塊向右移動時，只有當電壓表V2的最大指示為3V時，才能保證電壓表V2的安全。
當電壓表V2指示UR=3V時，小燈泡兩端電壓為：
UL=U-UR=4.5V-3V=1.5V。
由于小燈泡的電阻不受溫度影響，所以RL=8.3Ω。
根據歐姆定律，電路中的最小電流計算如下：
最小=UL/RL=1.5V/8.3Ω=0.18A。
4、根據相關計算確定電路各元件的安全工作范圍。
●（1）電壓表V1、V2、電流表A的安全工作指示范圍
滑動變阻器兩端電壓表V2的最大指示為3V。那么，小燈泡兩端電壓表V1的最小指示為：
UR=U-UL=4.5V-3V=1.5V。
由此可知：
電壓表V1的顯示范圍為：1.5~2.5V。
電壓表V2的顯示范圍為：2～3V。
電流表A顯示范圍：0.18~0.3A。
●(2)滑動變阻器允許值范圍
如下圖所示，當電壓表V2指示為3V時，電路中的最小電流為0.18A。
根據電功率公式計算滑動變阻器的最小功率：
P小=U′RI′=3V×0.18A=0.54W
滑動變阻器功率范圍：0.54～0.6W
滑動壓敏電阻允許的最大值為：
Rmax=U′R/I′=3V/0.18A=16.67Ω。
滑動變阻器允許值范圍：6.67～16.67Ω
●(3)小燈泡功率范圍
當小燈泡兩端電壓為1.5V時，電路中的電流為0.18A。
根據電功率公式，得出小燈泡的最小功率：
PL最小值=U′LI′=1.5V×0.18A=0.27W
小燈泡功率范圍：0.27~0.75W。
●(4)電路功率范圍
由于電源電壓保持在4.5V不變，因此當電路的最小電流為0.18A時，電路的總功率最小。
由電功率公式可知：
P最小值=U電源I′=4.5V×0.18A=0.81W。
電路功率范圍：0.81~1.35W。
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根據以上計算，電路各元件的安全工作數值范圍的答案在下圖中用紅色標注。
【中考真題同步訓練】
1.(2019宿遷)
如圖所示，電源電壓保持6V不變，定值電阻R1標注“10Ω0.5A”；滑動變阻器R2標注“20Ω1A”，電流表量程0~0.6A留學之路，電壓表量程0~3V。閉合開關S。以下方法可以保證電路的安全：（ ）
A、電路中的電流不超過0.6A
B、R1兩端電壓不超過3V
C、連接電路的滑動變阻器電阻值在10~20Ω范圍內變化
D、電路總功率在1.8~3W范圍內變化
2.(2019淄博)
如圖所示，電源電壓為12V，滑動變阻器規格為“50Ω2A”，L1和L2分別標注“6V3W”和“6V9W”。閉合開關S后，調節滑動變阻器的滑塊，在保證電路安全的情況下（不考慮溫度對燈絲電阻的影響），下列說法正確的是（ ）
A.L2可以正常發光
B、連接電路的滑動變阻器最小電阻值為8Ω
C、電流指示數變化范圍0~0.5A
D、電路最大消耗功率12W
3.(2020淄博)
如圖A所示，電源電壓保持4V不變，滑動變阻器規格為20Ω 1A。燈泡L的額定電流為0.25A。其電流隨電壓變化的圖像如圖B所示。在保證電路安全的情況下，閉合開關S并移動滑塊P。然后 （ ）
A、燈泡正常發光時的電阻為7.5Ω
B、燈泡正常照明1分鐘消耗的電能為60J。
C、電路最大消耗總功率為1.6W
D、電流值為0.2A時，連接電路的滑動變阻器電阻為12.5Ω
4.（2020龍東）（雙選）
圖A所示電路中，電源電壓保持不變，開關S閉合，當滑動壓敏電阻的滑塊P從右端滑動到左端時，R1和R2的IU關系如下所示圖B，則下列判斷正確的是( )
A.圖A為電阻R1的IU鏡像關系
B、電源電壓18V
C、滑動變阻器R2最大阻值30Ω
D、電阻R1的功率變化范圍為0.8~16.2W
5.（2020年重慶A卷）
圖中，電源電壓為6V并保持不變，定值電阻R為10Ω，滑動變阻器R標注“20Ω 0.5A”，電流表量程為“0~0.6A”，電壓表量程為“0~3V”。當閉合開關、移動滑塊P時，為了保證電路元件的安全，與電路連接的滑動變阻器R的最小阻值為Ω，定值電阻R的最大功率為W 。
6.(2020鄂州)(7分)
圖中所示電路中，電源電壓始終為4.5V，小燈泡上標有“3V 1.5W”。不考慮溫度對小燈泡電阻的影響，滑動變阻器規格為“15Ω 1A”，電壓表量程為0~3V，電流表量程為0~0.6A，關閉切換 S. 查找
(1)小燈泡的電阻
(2)小燈泡正常發光時，滑動變阻器的功率
(3)在保證所有電路元件安全的前提下，滑動變阻器的取值范圍
7.(2019年德克薩斯州)(10分)
在圖(a)所示的電路中，電源電壓保持不變。小燈泡L上標有“4V 0.5A”字樣，電流表量程0~0.6A，電壓表量程0~3V，滑動變阻器R1最大阻值20Ω。只需閉合開關S和S1，調節滑動壓敏電阻滑塊P，即可得到電流表與電壓的數值關系如圖（b）所示。
求：
(1)小燈泡的額定功率；
(2)電源電壓和定值電阻R2的阻值；
(3) 僅閉合開關S和S2并移動滑動變阻器的滑塊P。小燈泡L的IU圖像如圖(c)所示。在保證各部件安全運行的情況下，滑動變阻器R1的允許值范圍。
8.(2021濟寧)
圖中部分電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~3V。電源電壓恒定。若將a、b分別接在電源兩端，則電流表讀數為0.4A，電壓表讀數為3V。
(1) 僅將 b 和 c 連接到電源兩端。當滑塊P滑動到中點時，電流表指示0.3A。求R2的最大阻值；
(2) 電源兩端僅連接a、c。當滑塊P滑動到最右端時，求該電路的總功率；
(3)將b連接到電源的一端，將a、c連接到電源的另一端，讓滑塊P從右端向左逐漸滑動，求R2允許的最小阻值連接到電路。
參
測試
回答
案件
存在
向下
邊
嘗試尋找
哦
！
參考答案：
1.D 2.B 3.D 4.BD
5. 10 0.9
6、解決方法：
(1)小燈泡電阻：
RL=(U量)2/P量=(3V)2/1.5W=6Ω
(2)根據電路圖，將小燈泡與滑動變阻器串聯。當小燈泡正常點亮時，滑動變阻器兩端的電壓
U2=UU=4.5V-3V=1.5V
此時電路中的電流
I=P量/U量=1.5W/3V=0.5A
此時滑動變阻器的功率
P=U2I=1.5V×0.5A=0.75W
(3)從電路圖來看，電流表測量電路的電流，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓。當電壓表指示3V時，連接電路的滑動變阻器的電阻最大。此時燈泡兩端電壓
U1=UU′2=4.5V-3V=1.5V
根據串聯電路的分壓特性，有
R1:Rmax=U1:U2
即6Ω:Rmax=1.5V:3V
那么連接到電路的滑動變阻器的最大電阻值Rmax=12Ω
當小燈泡正常發光時，即電路中的電流為0.5A時，電路中的電流最大，連接到電路中的滑動變阻器的電阻最小。
Rmin=U2/I=1.5V/0.5A=3Ω，
所以滑動變阻器的取值范圍是3-12Ω
7.解決方法：
(1)小燈泡額定功率：
P量=U量 l量=4V×0.5A=2W
(2)僅閉合開關S和S1初中物理 電路安全，串聯R1和R2，用電流表測量電路電流，用電壓表測量R1兩端電壓。由串聯電路中電壓之間的關系代入圖(b)中的數據，可得
U=U1max+l1R2=3.0V+0.2A×R2…①
U=U1min+I2R2=1.0V+0.4A×R2…②
聯力解①②：U=5V，R2=10Ω
(3)只閉合開關S和S2，電阻R1與燈泡L串聯。如圖(c)所示，當小燈泡兩端電壓為2V時，R1接入電路的電阻最大，此時滑動變阻器兩端的電壓最大。 ，為了：
U1max′=U-UL=5V-2V=3V
從圖(c)可以看出電路中的最小電流為：Imin=0.4A
R1接入電路的最大阻值：
R1max=U1max/Imin=3V/0.4A=7.5Ω
燈泡L正常工作時的電流：
Imax=0.5A
此時，滑動變阻器兩端的電壓最小，即：
U1min=UU′L=5V-4V=1V
R1接入電路的最小阻值：
R1min=U1min/Imax=1V/0.5A=2Ω
因此：R1的允許取值范圍為2Ω～0.75Ω
8.【分析】
【九年級上冊全部課程】
第11章：電流和電路
第12章：電壓和電阻
第13章：歐姆定律
第14章：電力
第15章：安全用電
[寫在背面]
作者是山東省濟南市萊蕪區的一名高中物理教師。致力于初中物理教材和高中試題研究。他創建了“初中物理同步”微信公眾號，幫助學生學習初中物理知識，指導物理學習方法，培養學習能力。興趣和思維習慣。
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電子微：
