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本課程是電氣知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、必考點(diǎn)，也是提高成績(jī)的一個(gè)點(diǎn)。
請(qǐng)檢查一下自己是否掌握了以下基本知識(shí)點(diǎn)。如果您還有問題，請(qǐng)點(diǎn)擊相應(yīng)的課程鏈接幫您解決！
[基本鏈接]
【關(guān)于電的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)】
1、電路常見的四種狀態(tài)是接入、開路、短路、短路。
2、最基本的電路連接方式是串聯(lián)和并聯(lián)。
3. 電的三個(gè)基本要素是電流、電壓和電阻。
4、電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的儀器有電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器。
5、電路分析計(jì)算的基本依據(jù)是歐姆定律。
6、電路計(jì)算遵循的兩個(gè)基本原則是電源電壓不變和定值電阻阻值不變。
7、綜合運(yùn)用電氣知識(shí)進(jìn)行電路分析和動(dòng)態(tài)計(jì)算。
在動(dòng)態(tài)電路計(jì)算中，某些類型的題要求在保證電路安全運(yùn)行的同時(shí)計(jì)算相應(yīng)物理量的變化范圍。它是動(dòng)態(tài)電路計(jì)算的一種形式，經(jīng)常出現(xiàn)在選擇題或結(jié)局題中。此類題要求的題目是電氣部分的難點(diǎn)和考點(diǎn)。
【舉手提問】
1. 電路元件的安全工作范圍是多少？
2、計(jì)算電路元件安全工作范圍的依據(jù)是什么？
3、如何解釋電路元件的數(shù)字和符號(hào)的含義？
4、如何計(jì)算電路元件的安全工作范圍？
【新課學(xué)習(xí)】
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(shí)，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(jì)算是指在保證電路安全運(yùn)行的情況下，當(dāng)電路各元件的電流、電壓、電阻發(fā)生變化時(shí)，計(jì)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(jì)算依據(jù)
電路元件安全工作范圍的計(jì)算基于五個(gè)常規(guī)電氣實(shí)驗(yàn)，即：
1.《探索電流與電壓的關(guān)系》
2.《電流與電阻的關(guān)系》
3.“伏安法測(cè)量電阻”
4.《伏安法測(cè)量小燈泡電阻》
5.《伏安法測(cè)量小燈泡電功率》
不同的研究實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)備選擇、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)程序、數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等都有不同的要求。
對(duì)于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不同的實(shí)驗(yàn)組可能會(huì)選擇不同的設(shè)備型號(hào)，但保證實(shí)驗(yàn)過程中電路元件的安全運(yùn)行是實(shí)驗(yàn)的基本要求。
三、常用電路元件數(shù)字和符號(hào)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(shí)驗(yàn)還是測(cè)試過程中，都必須了解電路元件的規(guī)格、型號(hào)和標(biāo)記數(shù)字的含義。
常見的電路元件包括：
●電流表
實(shí)驗(yàn)室常用的電流表有兩個(gè)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(yīng)在0至0.6A之間。
甲和乙
●電壓表
實(shí)驗(yàn)室常用的電壓表有兩個(gè)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(yīng)在0至3V。
甲和乙
●滑動(dòng)變阻器
實(shí)驗(yàn)室常用的滑動(dòng)變阻器有“2A 20Ω”、“1.5A 50Ω”等不同型號(hào)。 （如下圖）
例如：對(duì)于“2A 20Ω”的滑動(dòng)變阻器型號(hào)，2A表示使用時(shí)通過滑動(dòng)變阻器的最大電流不得超過2A，否則會(huì)燒壞變阻器。
20Ω表示滑動(dòng)變阻器的最大電阻為20Ω。使用時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值可在0～20Ω之間變化。
●定值電阻
實(shí)驗(yàn)室里有很多類型的定值電阻，上面都標(biāo)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(biāo)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(jù)歐姆定律，可以計(jì)算出電阻兩端的最大電壓不得超過：U=IR=0.5A×10Ω=5V。
根據(jù)電功率公式計(jì)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(shí)驗(yàn)室常用的小燈泡一般都標(biāo)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(shí)的正常工作電流。額定電壓。
根據(jù)歐姆定律，可以計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)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(jù)電功率公式初中物理 電路安全，可以計(jì)算出“2.5V 0.3A”等小燈泡的功率。
正常照明時(shí)的電功率為：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
●電源
在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常采用AA干電池（每節(jié)1.5V）或蓄電池（每節(jié)2V）串聯(lián)作為電源。電源根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇。
例如：
在探索電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，可以選擇兩節(jié)串聯(lián)的干電池和電壓為3V的電源來完成實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)電路
第一的
在探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，選擇電壓為4.5V、三節(jié)干電池串聯(lián)的電源較為方便。
實(shí)驗(yàn)電路
第二
在測(cè)量3.8V小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)電路
在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際運(yùn)行過程中，所使用的電源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化。電源電壓根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)要求選擇。無需拘泥于課本上標(biāo)明的電源類型。
4、電路元件安全工作范圍的計(jì)算思路和方法
以伏安法“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)為例。
圖為測(cè)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(dòng)變阻器為“1A 50Ω”，電源電壓為4.5V。改變。
在保證各部件安全運(yùn)行的情況下。 （假設(shè)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(dòng)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(dòng)變阻器的功率范圍。
【電路分析思路與方法】
1、根據(jù)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(diǎn)。
原電路中，小燈泡L、滑動(dòng)變阻器R和電流表A組成串聯(lián)電路（如下圖）。
電路中有三個(gè)電流，小燈泡安全工作電流IL=0.3A，滑動(dòng)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(lián)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(lián)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(diǎn)是：
保證電路各元件都能安全工作的電流值為0.3A。
2、根據(jù)電路連接方法計(jì)算電路各元件的安全工作值。
根據(jù)串聯(lián)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(dāng)電路電流IL=0.3A，小燈泡正常工作時(shí)，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(dòng)變阻器
由于串聯(lián)電路U=U1+U2，滑動(dòng)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(jù)歐姆定律，滑動(dòng)變阻器的最小電阻為：
R最小值=UR/IL=2V/0.3A=6.67Ω。
根據(jù)電功率公式，滑動(dòng)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(shù)和最大功率
電流表的最大讀數(shù)為IA=IL=0.3A。
由于電源電壓U=4.5V保持不變，根據(jù)電功率公式計(jì)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(shù)
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表V1的最大讀數(shù)為2.5V，電壓表V2的最小讀數(shù)為2V。
3.根據(jù)電路動(dòng)態(tài)，確定電路中電流的最小值
如下圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片最大時(shí)，電路中的電流最小。
在串聯(lián)電路中，導(dǎo)體兩端的電壓與電阻成正比。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑塊向右移動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)電壓表V2的最大指示為3V時(shí)，才能保證電壓表V2的安全。
當(dāng)電壓表V2指示UR=3V時(shí)，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(jù)歐姆定律，電路中的最小電流計(jì)算如下：
最小=UL/RL=1.5V/8.3Ω=0.18A。
4、根據(jù)相關(guān)計(jì)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(dòng)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(dòng)變阻器允許值范圍
如下圖所示，當(dāng)電壓表V2指示為3V時(shí)，電路中的最小電流為0.18A。
根據(jù)電功率公式計(jì)算滑動(dòng)變阻器的最小功率：
P小=U′RI′=3V×0.18A=0.54W
滑動(dòng)變阻器功率范圍：0.54～0.6W
滑動(dòng)壓敏電阻允許的最大值為：
Rmax=U′R/I′=3V/0.18A=16.67Ω。
滑動(dòng)變阻器允許值范圍：6.67～16.67Ω
●(3)小燈泡功率范圍
當(dāng)小燈泡兩端電壓為1.5V時(shí)，電路中的電流為0.18A。
根據(jù)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(dāng)電路的最小電流為0.18A時(shí)，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。
[溫馨提示]
根據(jù)以上計(jì)算，電路各元件的安全工作數(shù)值范圍的答案在下圖中用紅色標(biāo)注。
【中考真題同步訓(xùn)練】
1.(2019宿遷)
如圖所示，電源電壓保持6V不變，定值電阻R1標(biāo)注“10Ω0.5A”；滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)注“20Ω1A”，電流表量程0~0.6A留學(xué)之路，電壓表量程0~3V。閉合開關(guān)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(dòng)變阻器電阻值在10~20Ω范圍內(nèi)變化
D、電路總功率在1.8~3W范圍內(nèi)變化
2.(2019淄博)
如圖所示，電源電壓為12V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω2A”，L1和L2分別標(biāo)注“6V3W”和“6V9W”。閉合開關(guān)S后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑塊，在保證電路安全的情況下（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響），下列說法正確的是（ ）
A.L2可以正常發(fā)光
B、連接電路的滑動(dòng)變阻器最小電阻值為8Ω
C、電流指示數(shù)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(dòng)變阻器規(guī)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(guān)S并移動(dòng)滑塊P。然后 （ ）
A、燈泡正常發(fā)光時(shí)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(shí)，連接電路的滑動(dòng)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(guān)S閉合，當(dāng)滑動(dòng)壓敏電阻的滑塊P從右端滑動(dòng)到左端時(shí)，R1和R2的IU關(guān)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(guān)系
B、電源電壓18V
C、滑動(dòng)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(dòng)變阻器R標(biāo)注“20Ω 0.5A”，電流表量程為“0~0.6A”，電壓表量程為“0~3V”。當(dāng)閉合開關(guān)、移動(dòng)滑塊P時(shí)，為了保證電路元件的安全，與電路連接的滑動(dòng)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(biāo)有“3V 1.5W”。不考慮溫度對(duì)小燈泡電阻的影響，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“15Ω 1A”，電壓表量程為0~3V，電流表量程為0~0.6A，關(guān)閉切換 S. 查找
(1)小燈泡的電阻
(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率
(3)在保證所有電路元件安全的前提下，滑動(dòng)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(biāo)有“4V 0.5A”字樣，電流表量程0~0.6A，電壓表量程0~3V，滑動(dòng)變阻器R1最大阻值20Ω。只需閉合開關(guān)S和S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)壓敏電阻滑塊P，即可得到電流表與電壓的數(shù)值關(guān)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(guān)S和S2并移動(dòng)滑動(dòng)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(yùn)行的情況下，滑動(dòng)變阻器R1的允許值范圍。
8.(2021濟(jì)寧)
圖中部分電路中，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)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(shù)為0.4A，電壓表讀數(shù)為3V。
(1) 僅將 b 和 c 連接到電源兩端。當(dāng)滑塊P滑動(dòng)到中點(diǎn)時(shí)，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(dāng)滑塊P滑動(dòng)到最右端時(shí)，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(dòng)，求R2允許的最小阻值連接到電路。
參
測(cè)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(jù)電路圖，將小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。當(dāng)小燈泡正常點(diǎn)亮?xí)r，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓
U2=UU=4.5V-3V=1.5V
此時(shí)電路中的電流
I=P量/U量=1.5W/3V=0.5A
此時(shí)滑動(dòng)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(cè)量電路的電流，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓。當(dāng)電壓表指示3V時(shí)，連接電路的滑動(dòng)變阻器的電阻最大。此時(shí)燈泡兩端電壓
U1=UU′2=4.5V-3V=1.5V
根據(jù)串聯(lián)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(dòng)變阻器的最大電阻值Rmax=12Ω
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，即電路中的電流為0.5A時(shí)，電路中的電流最大，連接到電路中的滑動(dòng)變阻器的電阻最小。
Rmin=U2/I=1.5V/0.5A=3Ω，
所以滑動(dòng)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(guān)S和S1初中物理 電路安全，串聯(lián)R1和R2，用電流表測(cè)量電路電流，用電壓表測(cè)量R1兩端電壓。由串聯(lián)電路中電壓之間的關(guān)系代入圖(b)中的數(shù)據(jù)，可得
U=U1max+l1R2=3.0V+0.2A×R2…①
U=U1min+I2R2=1.0V+0.4A×R2…②
聯(lián)力解①②：U=5V，R2=10Ω
(3)只閉合開關(guān)S和S2，電阻R1與燈泡L串聯(lián)。如圖(c)所示，當(dāng)小燈泡兩端電壓為2V時(shí)，R1接入電路的電阻最大，此時(shí)滑動(dòng)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(shí)的電流：
Imax=0.5A
此時(shí)，滑動(dòng)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(jí)上冊(cè)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(jì)南市萊蕪區(qū)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(chuàng)建了“初中物理同步”微信公眾號(hào)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)初中物理知識(shí)，指導(dǎo)物理學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。興趣和思維習(xí)慣。
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電子微：
