内容正文:
专题09 并联电路计算题
1. 理解并联电路中电流、电压、电阻的特点。
2. 会分析计算并联电路中有关电流、电压、电阻、电功及电功率等物理量。
3. 会分析并联电路中电流、电压及电阻等物理量动态变化情况。
4. 掌握电流表、电压表及滑动变阻器的使用。
考点
【例题1】(2021普陀一模)在图12所示的电路中,电源电压恒定不变, R1的阻值为30欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样,闭合开关S,电压表示数为12伏。
R1
V
A
A1
R2
P
S
图12
① 求通过R1的电流I1。
② 各电表选择合适的量程,在确保电路中各元件正常工作的前提下,要求移动滑片P,能使一个电表示数达到满刻度,求电路总电阻可以变化的范围。
【答案】① 0.4安;②20欧~23欧或12欧~23欧。
【解析】① I1=U1/ R1=18伏/30欧=0.4安
② R1和R2并联,电路总电阻最大值为
R总max=R1R2max/(R1+R2max)=30欧×100欧/(30欧×100欧)≈23欧
若A接0~0.6A量程,A1接0~0.6A量程,则A示数可以达到满刻度0.6安
I总max=0.6安
R总min=U/I总max=12伏/0.6安=20欧
若A接0~3A,A1接0~0.6A,则A1示数可以达到满刻度0.6安
I总max=I1+I2max=0.4安+0.6安=1安
R总min=U/I总max=12伏/1安=12欧
电路总电阻的变化范围是20欧~23欧或12欧~23欧。
【例题2】(2020闵行二模)在如图12所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“2安”字样。闭合开关S,移动滑片P至电路中电流最大。
S
R1
P
R2
图12
(1)求10秒内通过R2的电荷量。
(2)在电路中某位置串联接入一电流表,当变阻器阻值从R0增大为2R0时,电流表示数从1.9安减小为1.4安;同时,在移动变阻器滑片过程中,发现电流表示数能达到的最小值为1.35安。
① 请确定电流表所接位置并说明理由;
② 请通过计算确定电源电压和变阻器R2的最大值。
【答案】(1)20库,(2)①电流表接在干路中;②9伏,20欧。
【解析】(1)Q2=I2t=2安×10秒=20库。
(2)①在并联电路中,各支路的电压相同且不变。根据I=U/R,
R1是定值,I1的大小不变,所以不可能接在R1支路中;(排除R1支路)
若电流表接在R2支路中,根据I=U/R,当电压不变时,I2与R2成反比,即变阻器阻值从R0增大为2R0时,该支路中的电流会从1.9安减小为0.85安;而实际上是减小为1.4安,所以不可能接在R2支路中。(排除R2支路)
故电流表接在干路中。
②根据干路电流I= I1+ I2 得
U/R0+I1=1.9安 ……①
U/2R0+I1=1.4安……②
由①与②得I1=0.9安
电源电压U=U1=I1R1=0.9安×10欧=9伏
I2min=1.35安-0.9安=0.45安
U2= U=9伏
变阻器R2的最大值
R2max=U2/I2min=9伏÷0.45安=20欧。
【例题3】(2020青浦一模)在图10(a)所示的电路中,电源电压为12伏。闭合开关S,电流表A1、A的示数分别为0.3安、2.3安。
① 求通过电阻R2电流I2。
② 求电阻R1的阻值。
图10
(a)
(b)
R2
S
R1
A
A1
③ 现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电流表指针的偏转角度相同,两电流表表盘如图10(b)所示。求电阻R0的阻值及电流表A的示数。
【答案】①2安;② 40欧;③10欧,1.2安或0.5安,24欧。
【解析】① I2=I-I1=2.3安-0.3安=2安
② R 1=U1/ I 1=12伏/0.3安=40欧
③ 电流表A测干路中电流I,A1测R1支路中电流I1,所以I大于I1
因为两电流表指针偏转角度相同,则I=5I1
若用电阻R0替换R2,则I=5I1=5×0.3安=1.5安
I2=I-I1=1.5安-0.3安=1.2安
R 0= U2/ I2=12伏/1.2安=10欧
若用电阻R0替换R1,则I2=2安不变,总电流为I'
因为两电流表指针偏转角度相同,则I'=5I'1
根据 I'=I'1+I2
5 I'1=I'1+I2 即4 I'1=I2 = 2安
I'1=0. 5安
R 0= U/ I'1=12伏/0. 5安=24欧
【变形训练1】(2021黄浦一模)在图11所示的电路中,电源电压为6伏保持不变,滑动变阻器R2为标有“20欧1.5安”、“20欧1安”和“50欧1安”字样中的某一个。闭合开关S,电流表A