专题08《 串联电路计算题 》（2）-决胜2021年中考物理压轴题全揭秘（上海专用）

专题08 串联电路计算题（2） 第二部分 串联电路的电阻替换 【例题1】（2021青浦一模）在图10（a）所示的电路中，电源电压为12伏，电阻R1的阻值为10欧。闭合开关S，电压表的示数为4.8伏。 图10 （b） （a） R2 S R1 V A ① 求通过电阻R1 的电流I1。 ② 求电阻R2的阻值R2。 ③ 现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换后闭合开关，电压表经过调整量程后，指针正好指在满刻度处，如图10（b）所示。求电阻R0的阻值及电流表的示数。 【答案】①0.48；②15欧；③5欧，0.6安或30欧，0.3安。 【解析】① I 1＝ U1/ R 1＝4.8伏/10欧＝0.48安 ② R 2＝ U2/ I 2＝7.2伏/0.48安＝15欧 ③ 若替换R1 U2＝U-U0＝12伏-3伏＝9伏 U2/U0＝R 2/R0 R0＝5欧 I＝U0/ R0＝3伏/5欧＝0.6安 若替换R2 U0＇＝U －U1＇＝12伏－3伏＝9伏 U0＇/U1＇＝R 0＇/R1＇ R0＇＝30欧 I＇＝U1＇/ R1＝3伏/10欧＝0.3安 【例题2】（2020松江一模）在图13（a）所示的电路中，电源电压为18伏，电阻R1的阻值为20欧，电压表、电流表的规格如图13（b）所示。闭合开关S，电压表的示数为10伏。（各电表量程选择合适且保持不变） 图13 R2 S R1 V A （a） （b） － － ① 求通过电阻R1 的电流I1。 ② 求电阻R2 的阻值。 ③ 现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个，替换后，发现两电表的示数一个变大，一个变小，且某一个电表指针正好达到某量程的满刻度。请判断被电阻R0所替换的电阻，并求出电阻R0的阻值。 【答案】①0.5安；②16欧；③替换R1，14欧或80欧。 【解析】① I1= U1/R1=10伏/20欧=0.5安 ②U2＝U-U1＝18伏-10伏=8伏 R2= U2/I2=8伏/0.5安=16欧 ③若A变大，V表变小，替换R1 I′=0.6安 R′= U/I=18伏/0.6安=30欧 R0=R′－R2=30欧－16欧=14欧 若A变小，V变大，替换R1 U0=15伏，U2′＝U-U0＝18伏-15伏=3伏 U0/U2′＝R0/R2 15伏/3伏= R0/16欧 R0=80欧 【变形训练1】（2020宝山一模）在图10所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1为30欧，电阻R2为10欧。闭合开关S时，图中电流表示数如图11所示。求： ⑴ 电源电压U。 ⑵ 电阻R1两端的电压U1。 ⑶ 若用电阻R0替换R1、R2中的一个，替换后使电路中AB两点间的电压与BC两点间的电压之比UAB′∶UBC′为1∶2，写出R0替换的是图10中哪个电阻，并求出R0阻值。 C R1 R2 S A 图10 B A 图11 【答案】①12伏；②3伏；③5欧或60欧。 【解析】（1）∵闭合开关S时，R1与R2串联，电流表示数为0.3安， ∴I＝I1＝I2＝0.3安， 总电阻R＝R1+ R2＝30欧+10欧＝40欧， ∴电源电压U＝IR＝0.3安×40欧＝12伏。 （2）电阻R1两端的电压U1＝I1R1＝0.3安×30欧＝9伏。 U2＝U-U1＝12伏-9伏＝3伏。 （3）若用电阻R0替换R1 则R0∶R2＝UAB′∶UBC′＝1∶2 ∴R0＝R2/2＝10欧/2＝5欧； 若R0替换R2 R1∶R0＝UAB′∶UBC′＝1∶2 ∴R0＝2 R1＝2×30欧＝60欧。 （注意：其他方法合理给分） 【变形训练2】（2020普陀一模）在图12所示的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R1的阻值为20欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样，电压表和电流表表盘如图13（a）、（b）所示。闭合开关S，电流表的示数为0.4安。求： ①电阻R1的两端电压U1。 图12 A R1 S P R2 V 图13 （a） （b） ②现有三个定值电阻，分别为A（40欧）、B（8欧）、C（3欧），请从中选择一个来替换电阻R1，并选择合适的电表量程。要求：在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。 a. 电压表量应选________伏量程。 b. 应选用电阻________（选填字母）代替电 阻R1.。（请说明选择的依据） c. 满足上述要求时，求变阻器R2连入电路的阻值范围。 【答案】①