内容正文:
专题14 电路计算—电表满量程(或偏转角度相同)题
一、题目类型
1. 例如,在图示电路中,移动滑动变阻器的滑片,使一个或两个电表满量程,计算电路中的有关物理量。所谓满量程就是指指针指在最大刻度处,对于电流表,就是指在0.6A或3A处;对于电压表,就是指在3V或15V处。
R1
R2
S
V
A
2. 偏转角度相同,就是指两个电表指针偏离零刻度的角度相等。可以是两个电流表或是两个电压表;也可以一个是电流表,另一个是电压表。
二、常用到的分析方法
1. 两个电流表都满量程时,若使用相同的量程,则电流相等;若一个电流表用小量程,另一个用大量程,则两个电流的大小是5倍的关系:I大=5I小。
2. 两个电流表偏转角度相同时,若使用相同的量程,则电流相等;若一个电流表用小量程,另一个用大量程,则两个电流的大小是5倍的关系:I大=5I小。
3. 电压表的情况与电流表的相同。
三、例题分析
【例题1】(2023奉贤一模)在图11(a)所示,电源电压为12伏保持不变,电阻R1的阻值为12欧,滑动变阻器R2上标有“50欧 2安”字样,闭合开关S,电流表A1的示数如图11(b)所示。求:
图11
(a) (b)
S
R1
R2
P
A1
A2
①通过电阻R1的电流I1。
②滑动变阻器连入电路的阻值R2。
③当移动滑动变阻器滑片P在某位置时,两电表示数偏转角度恰好相同,求此时电路中的总电阻R。
【例题2】(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。
【例题3】(2022崇明区二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样。闭合电键S,移动滑片P到某位置时,电压表V1的示数为2伏,电压表V的示数为6伏,电流表A的示数为0.2安。试求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)通电10秒,电流通过电阻R1所做的功 W1;
(3)是否存在某种可能,改变滑片P的位置,使两电压表指针偏离零刻度线的角度恰好相同?若有可能,求出R2的值;若没有可能,说明理由.
四、综合训练
1.(2023浦东新区二模)如图所示电路,电源电压为6伏且保持不变。电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“20欧2安”字样。闭合开关S,电流表的示数为1安。
(1)求通过R1的电流I1。
(2)通电10秒,求电流通过电阻R1所做的功W1。
(3)在确保电路正常工作的情况下,能否通过移动滑动变阻器的滑片使电流表A的示数达到3安?若能,请计算出此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;若不能,请说明理由。
2.(2023普陀二模)在图(a)所示的电路中,电源电压可变。
①将阻值为10欧的定值电阻R1接入M、N接线柱,闭合开关S后电流表A的示数如图(b)所示,求R1两端的电压U1,以及其消耗的功率P1。
②现将标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器R2与R1以某种方式接入M、N接线柱。当电流表选择合适的量程,在确保电路中各元件正常工作的前提下,闭合开关S后移动滑动变阻器R2的滑片,求指针能达到满刻度且使电流表示数变化量最大的电源电压值,及R2的阻值变化范围。
3.(2022静安区二模)在图6(a)所示的电路中,电源电压为3伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,两电流表的表盘均如图6(b)所示,闭合开关S,
P
A
S
R1
A1
R2
图6
(a) (b)
① 求电流表A1的示数I1。
② 求电阻R1的功率P1。
③ 移动滑动变阻器的滑片P,使两电流表A、A1的指针偏转角度相同,求此时变阻器连入电路中的阻值R2。
4. (2022普陀区二模)在图7所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2标有“50欧 2安”字样,电流表A和A1的表盘均如图8所示,闭合开关S。
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图8
A1
R1
A2
P
R2
S
图 7
① 求通过R1的电流I1。
② 若两电流表指针偏离零刻度线角度相同。求此时滑动变阻器R2接入的电阻值。
③ 移动滑片P,在电路安全工作的前提下,求电路消耗的最大电功率P最大。
5.(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)