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    20届中考物理压轴培优练 专题17 电学替换类问题(解析版)

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    20届中考物理压轴培优练 专题17 电学替换类问题(解析版)

    1、压轴专题 17 电学替换类问题1 (2018奉贤区一模)如图所示,电源电压为 6 伏且不变,滑动变阻器 R2 上标有“50 0.5A ”字样。闭合电键,移动滑片 P 到某位置时,电压表、电流表的示数分别为 4.5 伏和 0.2 安。求:(1)滑动变阻器 R2 接入电路的阻值。(2)10 秒内通过电阻 R1 的电荷量 Q。(3)现有“5 1A ”、 “10 0.5A” 、 “20 1A”三种规格的滑动变阻器,从中选择一个来替换 R2,要求:闭合电键后滑片 P 在移动过程中,两电表指针分别达到某量程的满刻度且电路能安全工作。应选择 “ 20 1A” 规格的滑动变阻器;满足上述要求时,滑动变阻器连入

    2、电路的阻值范围。【答案】:(1)滑动变阻器 R2 接入电路的阻值为 22.5;(2)10 秒内通过电阻 R1 的电荷量 Q 是 2C;(3) 应选择 “20 1A”规格的滑动变阻器;满足上述要求时,滑动变阻器连入电路的阻值范围是 2.5R 27.5 。【解析】:(1)由 I 可得滑动变阻器接入电路的阻值:R2 22.5;(2)由串联电路特点求出 R1 两端电流,II 1I 20.2A10 秒内通过电阻 R1 的电荷量: QIt0.2A 10s2C ;(3)由 I 得电阻 R1 7.5,两电阻串联,通过两电阻的电流相等,要使两电阻电压相等,则两电阻阻值应相等,闭合电键后滑片 P 在移动过程中,两

    3、电表指针分别达到某量程的满刻度且电路能安全工作,即电流大于 0.5A,因此滑动变阻器应选规格为“20 1A”的;题中要求电压表能达的最大值,若选 015V 量程,因电压表并联在 R2 两端,电源电压为 6V,则无论选择哪一电阻都不能使电压值达到 15V,故电压表量程只能为 03V ;电流表也要能达到最大电流,电路中的最大电流 I 最大 3A,或 I 最大 0.6AR 2,由于 R17.5,R 2 不合题意;R 10,R2RR 110 7.5 2.5,U2max U13V,R2maxR 17.5 ,滑动变阻器连入电路的阻值范围是 2.5R 27.5 。2 (2018徐汇区二模)如图(a)所示,电

    4、源电压为 18 伏,且保持不变,定值电阻 R1 的阻值为 5 欧,滑动变阻器 R2 标有“60 1A ”字样,两电压表的规格相同。闭合电键 S 后,电流表示数为 0.6 安,求:电压表 V1 的示数电阻 R2 接入电路的阻值现用定值电阻 R0 替换电阻 R1,要求:移动变阻器的滑片 P,使电压表 V1 和 V2 的指针分别都能处于如图(b)所示的位置,且电路正常工作i)若电压表 V1 和 V2 的指针分别都能处于如图( b)所示的位置,电压表 V1 和 V2 的读数一定为 6 伏,理由是 如果示数为 1.2V,则另一个电压表的示数为 16.8V,超出了量程 。ii)进一步分析题目要求可知,当电

    5、路中的电流 I 达到 1A 时电路中的总电阻最小,此时电压表 V2 的示数为 最小值 (均选填“最大值”或“最小值“) ,可分析推出:R 0 的最小阻值为 12 欧。iii)通过计算求出定值电阻 R0 的范围。【答案】:电压表 V1 的示数为 3V;电阻 R2 接入电路的阻值为 25;i)6;如果示数为 1.2V,则另一个电压表的示数为 16.8V,超出了量程;ii )1A;最小值;12;iii)定值电阻 R0 的范围为 12 30。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 串联,电压表 V1 测 R1 两端的电压,电压表 V2 测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。由 I 可得,电压表

    6、 V1 的示数:U1IR 10.6A5 3V;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:U2UU 118V3V15V,则电阻 R2 接入电路的阻值:R2 25;i)由图( b)可知,电压表的量程为 03V 时,分度值为 0.1V,示数为 1.2V,电压表的量程为 015V 时,分度值为 0.5V,示数为 6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数为 1.2V 时,另一个电压表的示数为 16.8V,超出了量程,此种情况不可能;电压表的示数为 6V 时,另一个电压表的示数为 12V,此种情况可能;ii)由滑动变阻器的铭牌可知,电路中的电流最大为 1A,当电路中

    7、的电流 I 达到 1A 时,电路中的总电阻最小,由 UIR 可知,当电路中的电流达到最大值时, R0 两端的电压最大,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R 2 两端的电压最小,即电压表 V2 的示数最小,此时电压表 V1 的示数为 12V,电压表 V2 的示数为 6V,则 R0 的最小阻值:R0 小 12;iii)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表 V2 的示数为 12V 时,R 0 的阻值最大,此时电路中的电流:I 小 0.2A,则 R0 的最大值:R0 大 30,则定值电阻 R0 的范围为 1230。3 (2019松江区一模)如图 1 所示电路中,滑动变阻器 R2 是规格为“2

    8、0 欧 2 安”和“5 欧 3 安”中的一个。闭合电键 S:若电阻 R1 的阻值为 20 欧,电流表的示数为 0.4 安,求:电阻 R1 的两端的电压 U1。在电路中正确连入两个电压表,若用一定值电阻 R0 替换 R1,当变阻器连入电路的电阻恰为其最大阻值的一半时,电流表的示数为 0.3 安,两电压表的示数分别如图 2(a) 、 (b)所示。请判断所选用变阻器的规格是 “20 欧 2 安” 。请说明电压表所接的位置并求出对应的电阻 R0 的值。【答案】:电阻 R1 的两端的电压为 8V; “20 欧 2 安” ; 电压表 V1 并联在 R2 两端其示数为 3V,电压表 V2 并联在 R0 两端

    9、其示数为 2.4V 时,R 0 的阻值为 8;电压表 V1 并联在 R2 两端其示数为 3V,电压表 V2 并联在 R0 两端其示数为 12V 时,R 0 的阻值为40;电压表 V1 并联在 R2 两端其示数为 3V,电压表 V2 并联在电源两端其示数为 12V 时,R 0 的阻值为30;电压表 V1 并联在电源两端其示数为 15V,电压表 V2 并联在 R0 两端其示数为 12V 时,R 0 的阻值为40。【解析】:由图 1 可知, R1 与 R2 串联,电流表测电路中的电流,由 I 可得,电阻 R1 两端的电压:U1I 1R10.4A120 8V;用一定值电阻 R0 替换 R1,当变阻器连

    10、入电路的电阻恰为其最大阻值的一半时,电流表的示数为0.3 安,此时滑动变阻器两端的电压可能为:U2I R2 0.3A 203V 或 U2I R20.3A 50.75V,由图 2 可知,电压表 V1 的示数为 3V 或 15V,电压表 V2 的示数为 2.4V 或 12V,则变阻器的规格为“20 欧 2 安” ;由题意可知,滑动变阻器两端的电压为 3V,电路中的电流为 0.3A,电压表 V1 并联在 R2 两端其示数为 3V,电压表 V2 并联在 R0 两端其示数为 2.4V 时,R0 的阻值 R0 8;电压表 V1 并联在 R2 两端其示数为 3V,电压表 V2 并联在 R0 两端其示数为 1

    11、2V 时,R0 的阻值 R0 40;电压表 V1 并联在 R2 两端其示数为 3V,电压表 V2 并联在电源两端其示数为 12V 时,R0 的阻值 R0 30;电压表 V1 并联在电源两端其示数为 15V,电压表 V2 并联在 R0 两端其示数为 12V 时,R0 的阻值 R0 40。4 (2019河东区一模)在图甲所示的电路中,电源电压为 24V 且保持不变。滑动变阻器 R1 上标有“1001A”字样,电阻 R2 的阻值为 48闭合开关 S请解答下列问题;(1)通过电阻 R2 的电流是多少?(2)现用定值电阻 R3 来替换电阻 R2,电流表选择合适的量程,闭合开关,移动变阻器滑片 P,使电流

    12、表 A 与 A1 的指针位置完全一样,如图乙所示,求出符合上述要求的定值电阻 R3 的阻值范围。【答案】:(1)通过电阻 R2 的电流是 0.5A;(2)定值电阻 R3 的范围是 10R 325。【解析】:(1)通过电阻 R2 的电流 I2 0.5A;(2)由电路图可知,电流表 A 测干路电流,电流表 A1 测滑动变阻器所在支路电流,所以 IAI A1,当电流表 A 与 A1 的指针位置完全一样时,A 应取 03 安量程,A 1 应取 00.6 安量程;I2 最大 I A 最大 IA1 最大 3A 0.6A2.4A,R2 最小 10;I1 最小 0.24A;IA 最小 5I1 最小 50.24

    13、A 1.2A ;I2 最小 I A 最小 I1 最小 1.2A0.24A 0.96A;R2 最大 25,则用定值电阻 Rx 来替换电阻 R2,R3 的范围是 10R 325 ;5 (2019徐汇区二模)在如图所示的电路中,电源电压恒定为 6 伏,定值电阻 R1 阻值为 10 欧。电键 S闭合时,电流表示数为 1 安。求:通过 R1 的电流。电源的电功率;现有三个滑动变阻器,A:50 欧 2 安;B :100 欧 1.5 安;C :150 欧 1 安,请选择其中一个替换定值电阻 R1 或 R2要求:闭合电键 S,在保证各元件都能正常工作的情况下,移动滑动变阻器的滑片分别在滑动变阻器上的三个不同位

    14、置 a、b、c 时,电流表示数情况如下表所示。为满足上述要求,应选用滑动变阻器 B、C (填写代表滑动变阻器的字母)替换定值电阻 R 1 (选填“R 1”或“R 2”) ,并说明理由。滑片位置 电流表示数(安)a 0.5b 1.1c 1.4【答案】:通过 R1 的电流为 0.6A;电源的电功率为 6W;B、C;R 1;【解析】:由图知, R1 和 R2 并联,电流表测干路中的电流,电源电压恒定为 6 伏,根据并联电路电压的规律和欧姆定律,通过 R1 的电流为:I1 0.6A;电源的电功率:P UI6V 1A6W;在原电路中,通过 R2 的电流:I 2I I 11A 0.6A0.4A,在原电路中

    15、,因通过 R1 的电流 I10.6A ,由表中数据知,移动滑动变阻器的滑片分别在滑动变阻器上的三个不同位置 a、b、c 时,电流表示数(干路电流)分别为 0.5A、1.1A 和 1.4A,因滑片在 a 处时,电流为 0.5A0.6A,根据并联电路电流的规律,故应换下 R1,根据并联电路各支路互不影响,所以通过 R2 的电流为 0.4A 保持不变,则通过替换 R1 的变阻器的最小电流为: I1 小 0.5A 0.4A0.1A;由欧姆定律可得,替换的变阻器连入电路中的电阻阻值至少为:R 1 60,而变阻器 A 的最大电阻为 50,故不可行,而替换定值电阻的变阻器通过的最大电流为:I 大 1.4A

    16、0.4A1A,根据 BC 变阻器允许通过的最大电流分别为 1.5A 和 1A,所以只能选用滑动变阻器 B、C 替换定值电阻R1。理由:因通过 R1 的电流 I10.6A ,由表中数据知,移动滑动变阻器的滑片分别在滑动变阻器上的三个不同位置 a、b、c 时,电流表示数分别为 0.5A、1.1A 和 1.4A,因滑片在 a 处时,电流为 0.5A0.6A ,根据并联电路电流的规律,故应换下 R1,根据并联电路各支路互不影响,通过 R2 的电流为 0.4A 保持不变,故通过替换 R1 的变阻器的最小电流为:I 1 小 0.5A0.4A0.1A;由欧姆定律可得,替换的变阻器连入电路中的电阻阻值至少为:

    17、R 1 60,而变阻器 A 的最大电阻为 50,故不可行;而替换定值电阻的变阻器通过的最大电流为:I 大 1.4A 0.4A1A,根据 BC 变阻器允许通过的最大电流分别为 1.5A 和 1A,所以只能选用滑动变阻器 B、C 替换定值电阻R1。6 (2017上海)在如图所示的路中,电源电压保持不变,电阻 R1 的阻值为 20 欧,闭合电键 S,两电流表的示数分别为 0.8 安和 0.3 安。求电源电压 U。求通过电阻 R2 的电流 I2。现用电阻 R0 替换电阻 R1、R 2 中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且电源的电功率变化了 0.6 瓦,求电阻 R0 的阻值。【答案】:

    18、电源电压 U 为 6V;通过电阻 R2 的电流 I2 为 0.5A;现用电阻 R0 替换电阻 R1、R 2 中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且电源的电功率变化了 0.6 瓦,电阻 R0 的阻值为 10或 15。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 并联,电流表 A 测干路电流,电流表 A1 测电阻 R1 支路的电流。闭合电键 S,两电流表的示数分别为 0.8A 和 0.3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流 I0.8A,通过电阻 R1 的电流 I10.3A,并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由欧姆定律可得,电源电压:UU 1I 1R10.3A2

    19、06V ;由并联电路的电流特点可得,通过 R2 的电流:I2II 10.8A 0.3A0.5A ;由题知,用电阻 R0 替换电阻 R1、R 2 中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化;若用 R0 替换电阻 R1,则电流表 A1 所在支路的电阻发生变化,电流表 A1 的示数会发生变化,同时干路电流也会发生变化,即电流表 A 的示数发生变化,不符合题意;因此只能是用 R0 替换电阻 R2;替换前电源的电功率:P 总 UI6V0.8A4.8W ;替换后电源的电功率变化了 0.6W,则此时电源的电功率可能为:P 总 P 总 + P4.8W+0.6W5.4W ,P 总 P 总 P 4.8W

    20、0.6W4.2W;并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,替换前后 R1 的电流和功率均不变,则 R1 消耗的功率:P 1UI 16V0.3A 1.8W;因替换后 R1 与 R0 并联,且电源的电功率等于各电阻消耗功率之和,所以,电阻 R0 消耗的功率可能为:P0P 总 P 15.4W 1.8W3.6W,P 0P 总 P 14.2W1.8W2.4W,由 P 可得,R 0 的阻值可能为:R0 10,R 0 15,即电阻 R0 的阻值为 10或 15才能满足题中的要求。7 (2019河北一模)如图所示的电路中,电源电压为 18 伏保持不变,电阻 R1 阻值为 10 欧。滑动变阻器R2 上标有“5

    21、01A”字样,电压表接 “015V”量程。(1)闭合电键,将滑片 P 移到某一位置时,电流大小为 0.5 安。求电路中的总功率和电压表的示数;(2)若用电阻 R3 来替换 R1,不改变电表的量程,确保电路所有元件均安全使用的情况下。要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的 3 倍,求满足要求的 R3 的阻值。【答案】:(1)电路中的总功率为 9W,电压表的示数为 13V;(2)R 3 的阻值为 9或 25。【解析】:由电路图可知,定值电阻 R1 和滑动变阻器 R2 串联,电压表测 R2 两端的电压。(1)当电路中的电流 I0.5A 时,电路的总功率:PUI18V0.

    22、5A9W ,由 I 可得,R 1 两端的电压:U1IR 10.5A10 5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数:U2UU 118V5V13V;(2)用电阻 R3 来替换 R1 后,由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为 1A,则电路中的最大电流可能为 1A、可能为 (即变阻器接入阻值为 0 时) ,电路的最小电流可能为可能为 (即变阻器接入阻值最大为 50时) ,(即电压表满偏时) ,因电路中的最大电流恰好是最小电流的 3 倍,则有以下几种情况:电路中的最大电流为 1A,最小电流为 时,则有:1A3 ,解得:R 34 ,则电压表的最大示数:U2 大 I 小 R2 大

    23、 A5016.7V15V ,故此种情况不可能;电路中的最大电流为 1A,最小电流为 时,则有:1A3 ,解得:R 39 ,则电压表的最大示数:U2 大 UI 小 R318V A915V,此种情况可能;电路中的最大电流为 ,最小电流为 时,则有:3 ,解得:R 325 ,电路中的最大电流和最小电流分别为:I 大 0.72A 1A,I 小 A,则电压表的最大示数:U2 大 I 小 R3 A5012V,此种情况可能;电路中的最大电流为 ,最小电流为 时, 3 ,此种情况不可能;综上可知,R 3 的阻值为 9或 25。8 (2018天门)如图所示,电源电压不变,定值电阻 R110 灯泡 L 标有“12

    24、V 3W”字样,当S,S 1,S 2 闭合时,灯泡 L 正常发光,当 S 闭合,S 1, S2 断开时,电压表的示数为 4V,求(1)电源电压和 R2 的阻值(2)当 S 闭合,S 1,S 2 断开时,在 1min 内电流通过 R1 产生的热量(3)若用一个滑动变阻器 R3 代替灯泡 L,调节滑片,使所有开关都闭合时电路的总功率是只闭合 S 时电路总功率的 4 倍,求此时滑动变阻器连入电路中的阻值。【答案】:(1)电源电压为 12V,R 2 的阻值为 20;(2)当 S 闭合,S 1,S 2 断开时,在 1min 内电流通过 R1 产生的热量为 96J;(3)此时滑动变阻器连入电路中的阻值是

    25、12。【解析】:(1)当 S,S 1,S 2 闭合时,灯泡与电阻 R2 并联,由于灯泡 L 正常发光,电源电压 UU 额12V,当 S 闭合,S 1,S 2 断开时,电阻 R1、R 2 串联,电压表测量 R 的电压,则电流 I 0.4A,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U2UU 112V4V8V,由 I 可得:R2 20;(2)当 S 闭合,S 1,S 2 断开时,电阻 R1、R 2 串联,R1 产生的热量 Q1I 2R1t( 0.4A) 21060s96J;(3)若用一个滑动变阻器 R1 代替灯泡 L,使所有开关都闭合时,电阻 R2、R 3 并联,则总功率 P 总 1 ,当

    26、只闭合 S 时,电阻 R1、R 2 串联,则总功率 P 总 2 ;已知:P 总 14P 总 2;即: 4 ;解得:R 3 12。9 (2018长宁区一模)如图所示的电路,电源电压为 12 伏保持不变,电阻 R1 的阻值为 20 欧,滑动变阻器 R2 标有“10 2A”字样。闭合电键 S,移动滑片 P 到某位置时,通过滑动变阻器 R2 的电流为 1.4安。求: 通过电阻 R1 的电流 I1。电路消耗的总功率 P。现用定值电阻 R0 替换电阻 R1,闭合电键,移动滑片 P,并保证电路能够正常工作,通过 a 处的电流最大值为 I2max;通过 b 处的电流最小值为 Imin,且 I2maxI min

    27、求电阻 R0 的阻值。【答案】:通过电阻 R1 的电流为 0.6A;电路消耗的总功率为 24W;电阻 R0 的阻值为 15。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 并联。因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过电阻 R1 的电流:I1 0.6A;移动滑片 P 到某位置时,通过滑动变阻器 R2 的电流为 1.4 安,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流:II 1+I20.6A+1.4A2A,电路消耗的总功率:PUI12V2A24W ;定值电阻 R0 替换电阻 R1 后,R 0 与 R2 并联,由滑动变阻器的铭牌可知允许通过的最大电流为 2A,即 a 点的最大电流 I2ma

    28、x2A,因 I2maxI min,即 b 点的最小电流为 2A,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,干路电流最小,则 Imin,即 2A,解得:R 015 。10 (2018青浦区一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻 R1 的阻值为 20 欧。闭合电键 S,两电流表的示数分别为 0.8 安和 0.3 安。求电源电压 U。求通过电阻 R2 的电流 I2。现用电阻 R0 替换电阻 R1、R 2 中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且电流增大了 0.1 安。请判断被替换的电阻,并求出电阻 R0 的阻值。【答案】:(1)电源电压为 6V;(2)通过电阻 R2 的电流为 0.5

    29、A;(3)电阻 R0 的阻值可能为 10。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 并联,电流表 A1 测电阻 R1 支路的电流,电流表 A 测干路电流。(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流 I0.8A,通过电阻 R1 的电流 I10.3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由 I 可得,电源的电压:UI 1R10.3A20 6V;(2)通过电阻 R2 的电流:I2II 10.8A 0.3A0.5A ;(3)由题知,用电阻 R0 替换电阻 R1、R 2 中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且电流增大了 0.1 安,若用 R0 替换电阻 R1,则电流

    30、表 A1 所在支路的电阻发生变化,电流表 A1 的示数会发生变化,同时干路电流也会发生变化,即电流表 A 的示数发生变化,不符合题意;因此只能是用 R0 替换电阻 R2,此时干路电流为:II+I 0.8A+0.1A0.9A,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,替换前后通过 R1 的电流不变,此时通过 R0 的电流可能为:I0II 10.9A 0.3A0.6A ,则 R0 的阻值可能为:R0 10。11 (2018杨浦区一模)如图所示的电路中,电源电压为 18 伏,现有三个不同的定值电阻 R1、R 2 和 R3可供接入电路 AB 间,已知 R1 的阻值为 60 欧,R 2 阻值大于 R3

    31、 阻值(R 2R 3) 。若电阻 R1 接入 AB 间,闭合电键 S 后,电流表的示数如图(a)所示。求此时电压表的示数 UAB;求电阻 R0 的阻值。不改变两电表的量程,取下电阻 R1,将电阻 R2、R 3 先后替换 R1 接入 AB 间,发现每次替换后,电压表或电流表分别有一个达到满刻度【电压表盘如图(b)所示】 。(1)求电阻 R3 的阻值;(2)求电路中接入 R2 时电流表的示数。【答案】:求此时电压表的示数 UAB 为 14.4V;电阻 R0 的阻值为 15;(1)电阻 R3 的阻值为 15;(2)电路中接入 R2 时电流表的示数为 0.2A。【解析】:由图可知,电流表的量程为 00

    32、.6A,分度值为 0.02A,则电流表示数为 0.24A;电阻 R1 接入 AB 间,由 I 可知 AB 间的电压为:U ABIR 10.24A 6014.4V ;由 I 可知电路的总电阻为:R 75;根据串联电路的电阻规律可知 R0 的阻值为:R 0RR 175 6015;不改变两电表的量程,取下电阻 R1,将电阻 R2、R 3 先后替换 R1 接入 AB 间,已知 R2 阻值大于 R3阻值,I 可知电阻越大,电路中的电流越小;根据串联电路的分压规律可知,电阻越小分担的电压越小;故接入 R2 阻时,电压表满偏,接入 R3 阻时,电流表满偏;(1)接入电阻 R3 时,电路中的电流为: I0.6

    33、A;此时电路的总电阻为:R 30;根据串联电路的电阻规律可知 R3 的阻值为:R 3RR 030 1515;(2)接入电阻 R3 时,R 3 两端的电压为:U 3IR 30.6A15 9V ,故此时电压表的量程应选择015V;接入电阻 R2 时,此时电压表满偏,即 R2 时两端电压为 15V;根据串联电路的电压规律可知,此时 R0 的两端的电压为:U 018V15V3V ;此时电路中的电流为:I 2 0.2A;在串联电路中,各处电流是相同的,故电路中接入 R2 时电流表的示数为 0.2A。12 (2017 秋浦东新区校级月考)如图所示电路中,电源电压为 12 伏且不变,定值电阻 R118 欧,

    34、滑动变阻器标有“10 1A”字样,闭合电键。当电流表的读数为 0.5 安时,求电阻 R1 两端的电压 U1。若电压表选 03 伏量程,电流表选 00.6 安量程,求滑动变阻器 R2 允许接入电路的阻值范围。不改变电表量程,现设想用定值电阻 R0 来替换电阻 R1,要求:在移动滑动变阻器滑片 P 的过程中,两电表的指针分别能达到所接量程的满刻度处,且电路能正常工作。R 0 的可能取值范围为 1520 欧。 (本空格不需要写解答过程)【答案】:电阻 R1 两端的电压为 9V;滑动变阻器 R2 允许接入电路的阻值范围为 26 ;15 20。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 串联,电压表测 R

    35、2 两端的电压,电流表测电路中的电流。当电流表的读数为 0.5 安时,由 I 可得,电阻 R1 两端的电压:U1IR 10.5A18 9V;当电流表的示数 I 大 0.6A 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 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:R2 小 RR 120 18 2 ,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,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 1 两端的电压:U1UU 2 大 12V3V 9V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I 小 ,即 ,解得:R 2 大 6

    36、 ,所以,滑动变阻器 R2 允许接入电路的阻值范围为 26;当滑动变阻器接入电路的电阻最小为 0,电路中的电流最大 I 大 0.6A 时,R 0 的阻值最大;R0max 20,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电流表的示数也最大时,R 0 的阻值最小;R0min 15,所以 R0 的取值范围为 15 20 13 (2017 秋江津区校级期中)如图所示,电源电压可调,可知 R1R 2,R 210,滑动变阻器 R3 的最大阻值为 15,请完成下列小题:(1)若调节电源电压为 10V,只闭合 S2,移动滑动变阻器滑片在最左端时,求电流表示数;(2)若只闭合 S2,调节电源电压,移动滑动变阻器滑片,电

    37、压表示数在 1V3V 之间变化,求电源电压的最大调节范围;(3)调节电源电压不变,若只闭合 S1,移动滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为 0.5A;若同时闭合 S1、S 2、S 3,电流表的示数为 3A,求 R1 的阻值。【答案】:(1)若调节电源电压为 10V,只闭合 S2,移动滑动变阻器滑片在最左端时,电流表示数为0.4A;(2)若只闭合 S2,调节电源电压,移动滑动变阻器滑片,电压表示数在 1V3V 之间变化,则电源电压的最大调节范围为 1V7.5V;(3)R 1 的阻值为 5。【解析】:(1)只闭合 S2,移动滑动变阻器滑片在最左端时,R 2 与 R3 的最大阻值串联,电流表测电路

    38、中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的电流:I 0.4A;(2)只闭合 S2 时,R 2 与 R3 串联,电压表测 R2 两端的电压,此时电路中的电流:I ,电压表的示数:U2IR 2 R2 ,因移动滑动变阻器滑片,电压表示数在 1V3V 之间变化,所以,1V 3V,即(1 )1VU(1 )3V,当 R30 时,电源的电压最小为 1V,当 R315 时,电源的电压最大为 7.5V,则电源电压的最大调节范围为 1V7.5V ;(3)只闭合 S1,移动滑动变阻器滑片在最左端时,R 1 与 R3 的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,则电源的电压:UI(R 1+R3 大

    39、)0.5A(R 1+15) ,同时闭合 S1、S 2、S 3 时,R 1 与 R2 并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路的电流之和,所以,干路电流表的示数:I 总 3A,整理可得:R 1235 R1+15020,解得:R 130 或 R15 ,由 R1R 2 可知,R 1 的阻值为 5。14 (2017徐汇区二模)在如图所示电路中,电源电压为 18 伏,R 1 为定值电阻,R 2 为滑动变阻器。当电路中电流为 0.6 安时,求电路的总电阻值。在确保电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的电阻变化范围为 8欧50 欧;用定值电阻 R0

    40、 替换 R1 后,再移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的电阻变化范围变为 3欧60 欧。求该滑动变阻器 R2 的规格以及定值电阻 R1、 R0 的阻值,并写出计算过程。滑动变阻器 R2 的规格为“ 60 欧 1 安” ;定值电阻的阻值 R1 10 欧;R 0 15 欧。【答案】:当电路中电流为 0.6 安时,电路的总电阻值为 30;60; 1;10; 15。【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。当电路中电流为 0.6 安时,由 I 可得,电路的总电阻值:R 30;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,a若电压表的量程为

    41、03V ,则电压表的最大示数 U2 大 3V,因串联电路中的总电压等于各分电压之和,所以,R 1 两端的电压:U1 小 UU 2 大 18V3V 15V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I 小 ,即 ,解得:R 1250 ,当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流:I 0.072A,即滑动变阻器可以接入电路中的电阻为零,这与 R2 小 8 矛盾,故此种情况不可能;b若电压表的量程为 015V ,则电压表的最大示数 U2 大 15V,因串联电路中的总电压等于各分电压之和,所以,R 1 两端的电压:U1 小 UU 2 大 18V15V 3V ,因串联电路中各处的电流相等,所以,

    42、电路中的电流:I 小 ,即 ,解得:R 110 ,当 R2 小 8 时,电路中的电流:I 小 1A,即电路中的最大电流为 1A,因电流表的量程为 0.6A 或 3A,所以,电流表的量程为 03A ,电路中的最大电流应是指滑动变阻器允许通过的最大电流;c用定值电阻 R0 替换 R1 后,再移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的电阻变化范围变为 3 欧60 欧,则 R2 小 3 时,电路中的电流达到滑动变阻器允许通过的最大电流 1A,即 I 大 1A,解得:R 015 ,当 R2 大 60 时,电路中的电流:I 小 0.24A,电压表的示数:U2 大 I 小 R 2 大 0.24A6014.4V 15

    43、V ,所以,滑动变阻器的最大阻值为 60。15 (2017桥西区模拟)如图所示,灯 L 上标有“12V 3.6W”,定值电阻 R1 的阻值为 10 欧,滑动变阻器R2 上标有“50 1A”。闭合 S1、S 2,灯 L 正常发光。电流表、电压表的量程分别为 03A,015V,求:(1)灯正常发光时的电阻;(2)滑动变阻器允许连入的阻值范围。(3)断开 S1、S 2,用一个新的电源去替代原来的电源,电流表、电压表的量程分别为00.6A,03V移动滑动变阻器的滑片过程中,要求两个电表先后均能达到满刻度且电路正常工作。求允许替换电源的范围。【答案】:(1)灯正常发光时的电阻为 40;(2)滑动变阻器允

    44、许连入的阻值范围为 12R 滑 50;(3)允许替换电源的范围 6VU 9V。【解析】:(1)由 P 可得灯泡电阻:RL 40;(2)闭合 S1、S 2,灯 L 与滑动变阻器 R2 并联,电流表测量干路中的电流;由于灯 L 正常发光,则电源电压 UU L 额 12V ;灯正常发光时的电流为 IL 0.3A;所以,当滑动变阻器达到允许通过的最大电流 1A 时,干路电流为 1A+0.3A1.3A 3A,电流表是安全的。所以滑动变阻器允许连入最小值为 R2 最小 12,则滑动变阻器的变阻范围为 12R 滑 50;(3)断开 S1、S 2,R 1、R 2 串联。当电流表示数最大时,I 最大 0.6A,

    45、U 最小 I 最大 R 总最小 0.6A106V;当电压表示数最大时,U 23V,UU 1+U210 3V3.6V,此时电流表不可能达到最大,所以 3.6V 舍去。 当 I 最大 0.6A 且 U2 最大 3V 时,U 最大 U 1+U20.6A10 +3V9V ;因题中要求两个电表先后均能达到满刻度,所以最大电压应为 9V。所以 6VU9V。16 (2018德州模拟)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻 R1 的阻值为 10 欧。闭合电键 S,两电流表的示数分别为 0.9 安和 0.6 安。(1)求电源电压 U。(2)求通过电阻 R2 的电流 I2。(3)现用电阻 R0 替换电阻 R1、

    46、R 2 中的一个,替换前后,一个电流表示数变化了 0.1 安,另一个电流表示数不变。求电阻 R0 的阻值。【答案】:(1)电源电压为 6V;(2)通过电阻 R2 的电流为 0.3A;(3)电阻 R0 的阻值可能为 15,也可能为 30。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 并联,电流表 A1 测电阻 R1 支路的电流,电流表 A2 测干路电流。(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流 I0.9A,通过电阻 R1 的电流 I10.6A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由 I 可得,电源的电压:UI 1R10.6A10 6V;(2)通过电阻 R2 的电流:I2II

    47、10.9A 0.6A0.3A ;(3)由题知,用电阻 R0 替换电阻 R1、R 2 中的一个,替换前后,一个电流表示数变化了 0.1 安,另一个电流表示数不变,若用 R0 替换电阻 R1,则电流表 A1 所在支路的电阻发生变化,电流表 A1 的示数会发生变化,同时干路电流也会发生变化,即电流表 A2 的示数发生变化,不符合题意;因此只能是用 R0 替换电阻 R2,此时干路电流可能为:II+I 0.9A+0.1A1A,II I0.9A0.1A 0.8A ,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,替换前后通过 R1 的电流不变,此时通过 R0 的电流可能为:I0II 11A 0.6A0.4A ,或 I0II 10.8A0.6A0.2A,则 R0 的阻值可能为:R0 15或 R0 30。17 (2018黄浦区一模)如图 a 所示电路中,电源电压为 24 伏且保持不变,电阻 R1 的阻值为 10 欧,所用电压表表盘如图(b)所示。闭合电键,电压表示数为 8 伏。求通过 R1 的电流


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