内容正文:
专题13 电路计算—电阻替换
一、题目类型
1. 串联电路中电阻的替换。例如在图1电路中,用一个电阻(或滑动变阻器)R0替换R1或R2,计算电路中的物理量。
A
S
R1
R2
R1
R2
S
V
A
图1 图2
2. 并联电路中电阻的替换。例如在图2电路中,用一个电阻(或滑动变阻器)R0替换R1或R2,计算电路中的物理量。
二、例题分析
【例题1】(2022虹口一模)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。
【例题2】(2022闵行一模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,R2的阻值为40欧。闭合开关S后,求:
①通过R2的电流I2;
②用滑动变阻器R0先后替换R1和R2,移动滑片P的过程中,两次电压表示数的最大值均为10伏,请确定滑动变阻器的规格。
【例题3】(2021金山一模)在图12(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的规格如图12(b)所示,电阻R1的阻值为30欧,变阻器R2标有“100欧 1 安”字样。闭合开关S时,两电流表的示数分别为0.8安和0.3安。求:
(a) (b)
图12
R1
S
P
R2
A1
A2
①电源电压U。
②变阻器R2连入电路的阻值。
③若电表量程可换,现用定值电阻R0替换R1、R2中的一个,要求:替换后,闭合开关S时,电路正常工作,电流表A1和A2的示数差仍与原来相同,且有一个电表示数能达到满刻度。请说明要替换的电阻,并计算电阻R0的阻值。
四、综合训练
1.(2023金山二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为10伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样。闭合开关S后,电路中的电流为1安。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)变阻器R2连入电路的阻值;
(3)现用R0(阻值可能为10欧、15欧或20欧)替换R1,并将一电压表并联在电路中,移动变阻器滑片P到某位置,电路正常工作,电压表、电流表示数如图(b)所示。请通过计算判断电压表并联的位置及R0的阻值。
2.(2023闵行二模)在图8(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为15欧,滑动变阻器R2上标有“2安”字样,所用电流表表盘如图8(b)所示。闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.8安。
R1
S
A
A1
R2
P
图8(a)
图8(b)
①求电源电压U。
②用新的电阻R0替换R1,在电路安全的前提下,移动滑片,通过R2的电流变化范围为0.6安~1.8安,求电阻R0的阻值。
3.(2022嘉定一模)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2的最大阻值为2R,滑片P位于变阻器R2的中点(即连入电路的阻值为R)。闭合开关S后,电压表示数为U0。
(1)若电压表示数U0为3伏,R2的值为25欧,求通过R1的电流I1和电源电压U;
(2)若保持滑片P的位置不动,用一阻值为20欧的电阻R0替换R1,为使闭合开关后电压表示数仍为U0,小嘉认为可通过改变电源电压的方法实现。你觉得可行吗?请说明理由。若不可行,请写出其他的方法;若可行,请计算电源电压Uʹ(结果用U0、R表示)。
4. (2023杨浦一模)在图15(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“1A”字样。闭合开关S,通过R1的电流为0.4安。
图15
S
R1
R2
P
(a) (b) (c)
① 求R1两端的电压U1。
② 求通电10秒钟电流通过R1所做的功W1。
③ 若用阻值为20欧的定值电阻R3替换R1,并在图15(a)中正确连接一个电流表和一个电压表,电表的表盘如图15(b)(c)所示。闭合开关S,在保证电路元件均安全的情况下移动变阻器滑片P,观察到电压表示数的最大值为15伏,电流表示数的最大值为0.9安。求电源电压U和滑动变阻器连入电路中的阻值范围。
5.(2022普陀一模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,其中R2的阻值为15欧,闭合开关S,电流表示数如图(b)所示。
①求R2两端的电压。
②求R1的阻值。
③各电表量程不变,