重难点16 串联电路最值、范围与变化量的计算-2023年中考物理【热点•重点•难点】专练（上海专用）

专项七 电路 重难点16 串联电路最值、范围与变化量的计算 知识梳理 一、串联电路的电流变化范围计算 1．电流最大值的计算 如下图，当滑片向左移，电阻R2变小，电流会变大，为保证电路其他元器件正常工作，电流存在最大值，这个电流最大值应小于或等于滑动变阻器、电流表、电压表的电流阀值。 A P S V R1 R2 （a） （b） 例题：如上图（a）所示的电路中，电源电压为18伏不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“90欧 2安”的字样，电流表、电压表如图（b）所示。在保证各元件都能正常工作的情况下，求：移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数变化量最大，求最大变化量I最大。 [分析]当向左移动滑动变阻器的滑片，电流变大，R2=0，Imax＝U/R1＝18伏/10欧＝1.8安，因不超过滑动变阻器的最大电流2A，不会损坏滑动变阻器，且此电流值小于电流表的最大值3A，所以电流表也是安全的。最后，考虑电压表的最大值为15伏，若电流最大值为2A，则U1的值将为20伏，为保证电压表不损坏，最大电流Imax＝I1max＝U1max /R1＝15伏/10欧＝1.5安。 向右移动滑动变阻器的滑片，电流变小，R2=90Ω，电流最小。 解; 当R1两端的电压达到最大电压15伏时，电路中电流最大 ； I最大＝I1最大＝＝＝1.5安 不损坏变阻器和电流表 当变阻器接入电路电阻最大时，电路中的电流最小 I最小＝＝＝0.18安 最大变化量I最大=1.5安－0.18安=1.32安 2．电流最小值的计算 V P R2 S R1 A （a） （b） 例题：如上图（a）所示的电路中，电源电压为18伏不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“90欧 1安”的字样，电流表、电压表如图（b）所示。在保证各元件都能正常工作的情况下，求：移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数变化量最大，求最大变化量I最大。 [分析]当向左移动滑动变阻器的滑片，电流变大，R2=0，Imax＝U/R1＝18伏/10欧＝1.8安，因超过滑动变阻器的最大电流1A，会损坏滑动变阻器，电流表的最大值3A，所以电流表是安全的。最后，综合考虑电流最大值为1安。 向右移动滑动变阻器的滑片，电流变小，R2=90Ω，电流最小，但此时滑动变阻器两端电压将超过15伏，所以当电压表示数为15伏时，电流最小。 解; 当R2=0时，电路中电流最大 ； I最大＝I1最大＝＝＝1.8安 > 1安 会损坏变阻器 所以I最大＝1安 当电压表示数最大时，电路中的电流最小 U1最小=U－U2最大）=18伏－15伏=3伏 I最小＝I1最小＝＝＝0.3安 最大变化量I最大=1安－0.3安=0.7安 二、串联电路的电压和变阻器阻值变化范围计算 1．电压变化范围可以利用ΔU=ΔU1=ΔI R1来计算。 2．变阻器阻值变化范围可以计算I最大和I最小时的R2阻值。 命题趋势 【试题研究】动态电路的计算考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功公式、电功率公式的灵活应用，其中的关键是正确的判断滑动变阻器引起的电流和电压变化是否会超出变阻器、电流表和电压表的承受范围。有时还要分类讨论串联电路中电压表并联在不同电阻两端时电表的变化范围。作为上海中考的必考题，往往会是计算的压轴题，需要认真分析和对待。 【例题分析】 例1．（2022•上海中考）如图所示电路，电阻R1的阻值为10欧，闭合开关后，电流表示数为1.2安。 ①求电源电压U； ②若在电路中接入一个电阻R2，使得接入前后电流表的示数变化0.4安，求R2的阻值。 例2．（2019•上海中考）在如图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“1安”字样。闭合电键S，电压表示数为5伏。 ①求通过电阻R1的电流I1。 ②求通电10秒钟后，电流通过电阻R1做的功W1。 ③移动滑动变阻器滑片P过程中，电源电压与电压表示数比值的最大为3，求电压表最大示数和最小示数的差值ΔU1。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2023/2/26 21:18:24；用户：石豪；邮箱：lizhongya@163.com；学号：724209 限时检测 1．（2022•嘉定区二模）在如图所示的电路中，电源电压为12伏且不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S，电压表示数为5伏。求： （1）通过电阻R1的电流I1。 （2）通电10秒，电流通过电阻R2所做的功W2。 （3）移动滑动变阻器的滑片P，在电路安全