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本课程是电气知识的重点、难点、必考点，也是提高成绩的一个点。
请检查一下自己是否掌握了以下基本知识点。如果您还有问题，请点击相应的课程链接帮您解决！
[基本链接]
【关于电的基础知识点】
1、电路常见的四种状态是接入、开路、短路、短路。
2、最基本的电路连接方式是串联和并联。
3. 电的三个基本要素是电流、电压和电阻。
4、电学实验中常用的仪器有电流表、电压表和滑动变阻器。
5、电路分析计算的基本依据是欧姆定律。
6、电路计算遵循的两个基本原则是电源电压不变和定值电阻阻值不变。
7、综合运用电气知识进行电路分析和动态计算。
在动态电路计算中，某些类型的题要求在保证电路安全运行的同时计算相应物理量的变化范围。它是动态电路计算的一种形式，经常出现在选择题或结局题中。此类题要求的题目是电气部分的难点和考点。
【举手提问】
1. 电路元件的安全工作范围是多少？
2、计算电路元件安全工作范围的依据是什么？
3、如何解释电路元件的数字和符号的含义？
4、如何计算电路元件的安全工作范围？
【新课学习】
1.电路安全范围
电路元件的安全工作范围是指电路电阻变化时，在保证电路元件安全工作的情况下，通过电路元件的电流、两端电压以及电阻的允许值范围。
电路安全范围计算是指在保证电路安全运行的情况下，当电路各元件的电流、电压、电阻发生变化时，计算元件的电流、电压、电阻或电功率等物理量的允许值范围。电路元件。过程。
2、电路元件安全工作范围的计算依据
电路元件安全工作范围的计算基于五个常规电气实验，即：
1.《探索电流与电压的关系》
2.《电流与电阻的关系》
3.“伏安法测量电阻”
4.《伏安法测量小灯泡电阻》
5.《伏安法测量小灯泡电功率》
不同的研究实验对设备选择、实验目的、实验程序、数据分析、实验结论等都有不同的要求。
对于同一个实验，不同的实验组可能会选择不同的设备型号，但保证实验过程中电路元件的安全运行是实验的基本要求。
三、常用电路元件数字和符号的含义
如何保证电路中的元件安全工作，不被烧坏？无论是实验还是测试过程中，都必须了解电路元件的规格、型号和标记数字的含义。
常见的电路元件包括：
●电流表
实验室常用的电流表有两个量程：0~0.6A和0~3A（图A）。如果电流表选择0~0.6A量程（图B），那么电路中的最大电流不得超过0.6A，这意味着保证电流表的安全工作电流应在0至0.6A之间。
甲和乙
●电压表
实验室常用的电压表有两个量程：0~3V和0~15V（图A）。如果电压表选择0~3V量程（图B），那么电压表所在电路两端的最大电压不得超过3V，以保证电压表安全工作的电压应在0至3V。
甲和乙
●滑动变阻器
实验室常用的滑动变阻器有“2A 20Ω”、“1.5A 50Ω”等不同型号。 （如下图）
例如：对于“2A 20Ω”的滑动变阻器型号，2A表示使用时通过滑动变阻器的最大电流不得超过2A，否则会烧坏变阻器。
20Ω表示滑动变阻器的最大电阻为20Ω。使用时，滑动变阻器的阻值可在0～20Ω之间变化。
●定值电阻
实验室里有很多类型的定值电阻，上面都标有电阻值、电流值或功率值（如下图）。
定值电阻
例如：定值电阻标记为“10Ω 0.5A”。该电阻的阻值为10Ω，允许通过的最大电流不得超过0.5A。
根据欧姆定律，可以计算出电阻两端的最大电压不得超过：U=IR=0.5A×10Ω=5V。
根据电功率公式计算，电阻器的最大电功率不得超过：P=UI=5V×0.5A=2.5W。
●小灯泡
实验室常用的小灯泡一般都标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”（如下图）。
其中2.5V和3.8V为小灯泡的额定电压，即小灯泡的正常工作电压，0.3A为额定电流，即小灯泡在工作时的正常工作电流。额定电压。
根据欧姆定律，可以计算出小灯泡正常发光时的电阻。
例如“2.5V 0.3A”小灯泡的电阻为：
R=U/I=2.5V/0.3A=8.3Ω。
根据电功率公式初中物理 电路安全，可以计算出“2.5V 0.3A”等小灯泡的功率。
正常照明时的电功率为：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
●电源
在电学实验中，通常采用AA干电池（每节1.5V）或蓄电池（每节2V）串联作为电源。电源根据实验要求选择。
例如：
在探索电流与电压关系的实验中，可以选择两节串联的干电池和电压为3V的电源来完成实验。
实验电路
第一的
在探究电流与电阻关系的实验中，选择电压为4.5V、三节干电池串联的电源较为方便。
实验电路
第二
在测量3.8V小灯泡电功率的实验中，可以选择供电电压为6V的电池或4.5V干电池作为电源。
实验电路
在实验室的实际运行过程中，所使用的电源已经实现了智能化。电源电压根据具体实验要求选择。无需拘泥于课本上标明的电源类型。
4、电路元件安全工作范围的计算思路和方法
以伏安法“测量小灯泡的电功率”实验为例。
图为测量“2.5V 0.3A”小灯泡电功率的电路图。电压表V1、V2均采用0~3V量程，电流表采用0~0.6A量程，滑动变阻器为“1A 50Ω”，电源电压为4.5V。改变。
在保证各部件安全运行的情况下。 （假设小灯泡电阻不受温度影响）
求：
(1)电压表V1、V2和电流表A指示值的范围。
(2)滑动变阻器的允许值范围。
(3)电路的功率范围。
(4)小灯泡的电功率范围。
(5)滑动变阻器的功率范围。
【电路分析思路与方法】
1、根据电路连接方法，确定电路的最大电流作为分析电路的切入点。
原电路中，小灯泡L、滑动变阻器R和电流表A组成串联电路（如下图）。
电路中有三个电流，小灯泡安全工作电流IL=0.3A，滑动变阻器安全工作电流IR=1A，电流表安全工作电流IA=0.6A。
由于串联电路中的电流都是相等的，为了保证电路中各元件的安全，串联电路中的最大电流为小灯泡的正常工作电流0.3A。
本次分析的切入点是：
保证电路各元件都能安全工作的电流值为0.3A。
2、根据电路连接方法计算电路各元件的安全工作值。
根据串联电路的电流、电压和电阻特性以及欧姆定律，我们可以知道：
●(1)小灯泡
当电路电流IL=0.3A，小灯泡正常工作时，小灯泡两端的安全工作电压为小灯泡的额定电压：UL=2.5V。
小灯泡的电阻为：
RL=UL/IL=2.5V/0.3A=8.3Ω。
小灯泡的额定功率为：
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
●(2)滑动变阻器
由于串联电路U=U1+U2，滑动变阻器两端的电压为：
UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V，电路中最大电流IL=0.3A。
根据欧姆定律，滑动变阻器的最小电阻为：
R最小值=UR/IL=2V/0.3A=6.67Ω。
根据电功率公式，滑动变阻器的最大功率为：
P=URIL=2V×0.3A=0.6W
●（3）电路的电流指示数和最大功率
电流表的最大读数为IA=IL=0.3A。
由于电源电压U=4.5V保持不变，根据电功率公式计算电路的最大总功率：
Pmax=U功率 I=4.5V×0.3A=1.35W
●(4)电压指示数
当小灯泡正常发光时，电压表V1的最大读数为2.5V，电压表V2的最小读数为2V。
3.根据电路动态，确定电路中电流的最小值
如下图所示，当滑动变阻器的滑片最大时，电路中的电流最小。
在串联电路中，导体两端的电压与电阻成正比。当滑动变阻器滑块向右移动时，只有当电压表V2的最大指示为3V时，才能保证电压表V2的安全。
当电压表V2指示UR=3V时，小灯泡两端电压为：
UL=U-UR=4.5V-3V=1.5V。
由于小灯泡的电阻不受温度影响，所以RL=8.3Ω。
根据欧姆定律，电路中的最小电流计算如下：
最小=UL/RL=1.5V/8.3Ω=0.18A。
4、根据相关计算确定电路各元件的安全工作范围。
●（1）电压表V1、V2、电流表A的安全工作指示范围
滑动变阻器两端电压表V2的最大指示为3V。那么，小灯泡两端电压表V1的最小指示为：
UR=U-UL=4.5V-3V=1.5V。
由此可知：
电压表V1的显示范围为：1.5~2.5V。
电压表V2的显示范围为：2～3V。
电流表A显示范围：0.18~0.3A。
●(2)滑动变阻器允许值范围
如下图所示，当电压表V2指示为3V时，电路中的最小电流为0.18A。
根据电功率公式计算滑动变阻器的最小功率：
P小=U′RI′=3V×0.18A=0.54W
滑动变阻器功率范围：0.54～0.6W
滑动压敏电阻允许的最大值为：
Rmax=U′R/I′=3V/0.18A=16.67Ω。
滑动变阻器允许值范围：6.67～16.67Ω
●(3)小灯泡功率范围
当小灯泡两端电压为1.5V时，电路中的电流为0.18A。
根据电功率公式，得出小灯泡的最小功率：
PL最小值=U′LI′=1.5V×0.18A=0.27W
小灯泡功率范围：0.27~0.75W。
●(4)电路功率范围
由于电源电压保持在4.5V不变，因此当电路的最小电流为0.18A时，电路的总功率最小。
由电功率公式可知：
P最小值=U电源I′=4.5V×0.18A=0.81W。
电路功率范围：0.81~1.35W。
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根据以上计算，电路各元件的安全工作数值范围的答案在下图中用红色标注。
【中考真题同步训练】
1.(2019宿迁)
如图所示，电源电压保持6V不变，定值电阻R1标注“10Ω0.5A”；滑动变阻器R2标注“20Ω1A”，电流表量程0~0.6A留学之路，电压表量程0~3V。闭合开关S。以下方法可以保证电路的安全：（ ）
A、电路中的电流不超过0.6A
B、R1两端电压不超过3V
C、连接电路的滑动变阻器电阻值在10~20Ω范围内变化
D、电路总功率在1.8~3W范围内变化
2.(2019淄博)
如图所示，电源电压为12V，滑动变阻器规格为“50Ω2A”，L1和L2分别标注“6V3W”和“6V9W”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑块，在保证电路安全的情况下（不考虑温度对灯丝电阻的影响），下列说法正确的是（ ）
A.L2可以正常发光
B、连接电路的滑动变阻器最小电阻值为8Ω
C、电流指示数变化范围0~0.5A
D、电路最大消耗功率12W
3.(2020淄博)
如图A所示，电源电压保持4V不变，滑动变阻器规格为20Ω 1A。灯泡L的额定电流为0.25A。其电流随电压变化的图像如图B所示。在保证电路安全的情况下，闭合开关S并移动滑块P。然后 （ ）
A、灯泡正常发光时的电阻为7.5Ω
B、灯泡正常照明1分钟消耗的电能为60J。
C、电路最大消耗总功率为1.6W
D、电流值为0.2A时，连接电路的滑动变阻器电阻为12.5Ω
4.（2020龙东）（双选）
图A所示电路中，电源电压保持不变，开关S闭合，当滑动压敏电阻的滑块P从右端滑动到左端时，R1和R2的IU关系如下所示图B，则下列判断正确的是( )
A.图A为电阻R1的IU镜像关系
B、电源电压18V
C、滑动变阻器R2最大阻值30Ω
D、电阻R1的功率变化范围为0.8~16.2W
5.（2020年重庆A卷）
图中，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R标注“20Ω 0.5A”，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~3V”。当闭合开关、移动滑块P时，为了保证电路元件的安全，与电路连接的滑动变阻器R的最小阻值为Ω，定值电阻R的最大功率为W 。
6.(2020鄂州)(7分)
图中所示电路中，电源电压始终为4.5V，小灯泡上标有“3V 1.5W”。不考虑温度对小灯泡电阻的影响，滑动变阻器规格为“15Ω 1A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，关闭切换 S. 查找
(1)小灯泡的电阻
(2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率
(3)在保证所有电路元件安全的前提下，滑动变阻器的取值范围
7.(2019年德克萨斯州)(10分)
在图(a)所示的电路中，电源电压保持不变。小灯泡L上标有“4V 0.5A”字样，电流表量程0~0.6A，电压表量程0~3V，滑动变阻器R1最大阻值20Ω。只需闭合开关S和S1，调节滑动压敏电阻滑块P，即可得到电流表与电压的数值关系如图（b）所示。
求：
(1)小灯泡的额定功率；
(2)电源电压和定值电阻R2的阻值；
(3) 仅闭合开关S和S2并移动滑动变阻器的滑块P。小灯泡L的IU图像如图(c)所示。在保证各部件安全运行的情况下，滑动变阻器R1的允许值范围。
8.(2021济宁)
图中部分电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。电源电压恒定。若将a、b分别接在电源两端，则电流表读数为0.4A，电压表读数为3V。
(1) 仅将 b 和 c 连接到电源两端。当滑块P滑动到中点时，电流表指示0.3A。求R2的最大阻值；
(2) 电源两端仅连接a、c。当滑块P滑动到最右端时，求该电路的总功率；
(3)将b连接到电源的一端，将a、c连接到电源的另一端，让滑块P从右端向左逐渐滑动，求R2允许的最小阻值连接到电路。
参
测试
回答
案件
存在
向下
边
尝试寻找
哦
！
参考答案：
1.D 2.B 3.D 4.BD
5. 10 0.9
6、解决方法：
(1)小灯泡电阻：
RL=(U量)²/P量=(3V)²/1.5W=6Ω
(2)根据电路图，将小灯泡与滑动变阻器串联。当小灯泡正常点亮时，滑动变阻器两端的电压
U2=UU=4.5V-3V=1.5V
此时电路中的电流
I=P量/U量=1.5W/3V=0.5A
此时滑动变阻器的功率
P=U2I=1.5V×0.5A=0.75W
(3)从电路图来看，电流表测量电路的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。当电压表指示3V时，连接电路的滑动变阻器的电阻最大。此时灯泡两端电压
U1=UU′2=4.5V-3V=1.5V
根据串联电路的分压特性，有
R1:Rmax=U1:U2
即6Ω:Rmax=1.5V:3V
那么连接到电路的滑动变阻器的最大电阻值Rmax=12Ω
当小灯泡正常发光时，即电路中的电流为0.5A时，电路中的电流最大，连接到电路中的滑动变阻器的电阻最小。
Rmin=U2/I=1.5V/0.5A=3Ω，
所以滑动变阻器的取值范围是3-12Ω
7.解决方法：
(1)小灯泡额定功率：
P量=U量 l量=4V×0.5A=2W
(2)仅闭合开关S和S1初中物理 电路安全，串联R1和R2，用电流表测量电路电流，用电压表测量R1两端电压。由串联电路中电压之间的关系代入图(b)中的数据，可得
U=U1max+l1R2=3.0V+0.2A×R2…①
U=U1min+I2R2=1.0V+0.4A×R2…②
联力解①②：U=5V，R2=10Ω
(3)只闭合开关S和S2，电阻R1与灯泡L串联。如图(c)所示，当小灯泡两端电压为2V时，R1接入电路的电阻最大，此时滑动变阻器两端的电压最大。 ，为了：
U1max′=U-UL=5V-2V=3V
从图(c)可以看出电路中的最小电流为：Imin=0.4A
R1接入电路的最大阻值：
R1max=U1max/Imin=3V/0.4A=7.5Ω
灯泡L正常工作时的电流：
Imax=0.5A
此时，滑动变阻器两端的电压最小，即：
U1min=UU′L=5V-4V=1V
R1接入电路的最小阻值：
R1min=U1min/Imax=1V/0.5A=2Ω
因此：R1的允许取值范围为2Ω～0.75Ω
8.【分析】
【九年级上册全部课程】
第11章：电流和电路
第12章：电压和电阻
第13章：欧姆定律
第14章：电力
第15章：安全用电
[写在背面]
作者是山东省济南市莱芜区的一名高中物理教师。致力于初中物理教材和高中试题研究。他创建了“初中物理同步”微信公众号，帮助学生学习初中物理知识，指导物理学习方法，培养学习能力。兴趣和思维习惯。
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电子微：
