重难点17 并联电路最值、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17 并联电路最值、范围与变化量的计算 知识梳理 一、并联电路的电流变化范围计算 1．电流最大值的计算 如下图，并联电路的特点是支路两端电压不变，当滑片向左移，电阻R2变小，电流I2会变大，为保证这个支路的滑动变阻器和电流表A2正常工作，电流最大值应小于或等于滑动变阻器、电流表的电流阀值，但要特别注意干路电流表也存在一个最大值。 R1 A1 R2 S A A2 P （a） （b） 例题：如上图（a）所示的电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为30欧，变阻器R2上标有“20Ω 3A”字样．将变阻器R2的滑片P移到某一位置后，闭合电键S，通过R1的电流为0.2安，电流表A的示数为如图（b）所示。求： （1）电源电压U； （2）通过电阻R2的电流I2； （3）继续移动滑动变阻器R2的滑片P，则电流表A2示数的最大变化量⊿I 。 （1）U＝U1＝I1×R1＝0.2安×30欧＝6伏 （2）I2＝I总-I1＝1安-0.2安＝0.8安 说明：由于干路电流一定大于支路电流，所以电流表用大量程，读数为1安。（3）分析：滑动变阻器允许通过的最大电流I2最大＝3安，电流表A2用大量程，虽然R2支路不会损坏，但此时干路电流 I总最大＝I1+ I2最大＝0.2安+3安＝3.2安>3安 所以电流表A会损坏，为此干路电流最大值为I总最大＝3安 I2最大＝I总最大－I1＝3安－0.2安＝2.8安 当R2最大=20欧时，I2最小=6伏/20欧=0.3安 ΔI2= I2最大- I2最小=2.8安-0.3安=2.5安 二、并联电路中变阻器阻值变化范围计算 1．由于并联电路的电压不变，而且定值电阻支路电流不变，因此干路电流变化量等于滑动变阻器支路电流变化量。 2．变阻器阻值变化范围要计算I最大和I最小时的R2阻值，所以关键是正确判定电流的极值。 例题：在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“50欧 2安”字样。若电源电压和电阻R1的阻值未知，现将一个表盘如图（b）所示的电流表正确串联在电路中，闭合开关S，移动变阻器的滑片P，电流表示数的变化范围为0.9安~2.6安。 （1） 请指出电流表接入的位置，并说明理由。 （2） 求电源电压U。 （a） （b） R1 S R2 P 〖解〗（1） 分析：由于电流表示数是变化的，电流表可能串联在干路或串联在滑动变阻器所在的支路上，不可能测定值电阻R1所在支路。 但因为 2.6 安＞2 安，电流表示数超过滑动变阻器最大电流值了， 所以电流表不是串联在变阻器 R2 支路； 若电流表串联在电阻 R1 支路 ∵I1＝U1/R1＝U/R1，U、R1 均不变， ∴I1 不变，不符合条件 综上：电流表一定串联在干路上。 （2） 分析：两电阻并联接入电路，当电流表的示数最大2.6安时，通过滑动变阻器的电流最大为2安，因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，可求通过定值电阻的电流为0.6安；当电流表示数最小0.9安时，通过滑动变阻器的电流最小0.3安，此时滑动变阻器连入电阻最大50欧，利用欧姆定律求滑动变阻器两端的电压，即电源电压。 I1＝I 大 － I 2 大 ＝2.6 安－ 2 安＝0.6 安 I 2 小 ＝I 小 － I1＝0.9 安－ 0.6 安＝0.3 安 U＝U2＝I2 小 R2 大＝0.3 安×50 欧＝15 伏 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。 【例题分析】 例1．（2021•上海中考）在如图所示电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R2允许通过最大电流为3A。电流表A、A1的表盘均如图所示。变阻器滑片P位于最大阻值处，闭合开关S，电流表A1示数为0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。 （1）求电阻R1的阻值； （2）求此时经过变阻器R2的电流I2； （3）移动变阻器滑片P，在电路安全工作的前提下，求变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min：P2max。 例2．（2020•上海中考）在如图所示的电路中，电源电压为3伏保持不变，滑动变阻器R2标有“20欧 2安”字样。只闭合开关S1，电流表示数为0.3安。 ①求电阻R1的阻值； ②求通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W； ③闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使R1和R2消耗的总功率最小，求此最小总功率P最小。 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：lizhongy