内容正文:
专题16 电路计算——判断用电器的连接
一、常见题目类型
这类题目的特点是,在原电路中再加一个电阻(如图1所示),或在电路M、N两点连接两个电阻(如图2所示)。根据题目提供的条件,判断两个电阻的连接方式,是串联还是并联或两种情况都存在,并计算电路中的电流、电压或电阻等物理量。
N
A
S
图1 图2
M
二、例题分析
【例题1】(2023黄浦一模)在图9所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S,电流表的示数为0.9安。
①求电源电压U。
②在电路中再接入一个电阻R2,电阻R2接入前后电流表示数变化了0.3安,求R2的阻值。
【例题2】(2023普陀一模)在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S,电流表示数如图(b)所示。
① 求电源电压U。
② 在电路中再接入标有“20欧 2安”字样的滑动变阻器R2,在不损坏电路元件的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电路中电流表示数最大变化范围为ΔI。求ΔI及对应的R2连接方式。
(a) (b)
S
A
R1
【例题3】(2023徐汇一模)在图15(a)所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电流表A的表盘如图15(b)所示。现有电阻R1,其阻值为10欧。
N
A
S
图15
M
(a) (b)
①若将电阻R1接入MN之间,闭合开关S,求通过R1的电流的I。
②若将电阻R1与标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器R2以串联或并联方式重新接入MN之间,闭合开关S,移动变阻器的滑片,在电路中各元件安全的情况下可使电流表示数变化量最大。通过计算说明R1、R2的连接方式并求出电流表示数变化量的最大值ΔImax。
三、综合训练
1. (2023闵行一模)在如图12所示的电路中,已知电源电压为15伏,电阻R1的阻值为10欧。
图12
S
A
R1
①闭合开关S,求电流表示数。
②若此电路中再接入标有“20欧 2安”字样的滑动变阻器R2,移动滑片到某一位置时,闭合开关S后,发现电流表示数相比接入R2前变化了0.5安。请通过计算确定此时变阻器R2的阻值。
2.(2023虹口二模)在图示的电路中,电源电压为12伏,M、N两点间可接入不同元件。现有阻值为10欧的定值电阻R1、标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器R2、阻值未知的定值电阻R0。
①若将R1接入M、N间,求:
(a)通过R1的电流I1。
(b)10秒内电流通过R1所做的功W1。
②若将变阻器R2分别与电阻R1、R0串联后接入M、N间,移动变阻器的滑片,发现两电路中电流表示数最大值的差值为1安。求R2与R0串联后电流表示数的最小值Imin。
3. (2023黄浦二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10欧。闭合开关S,电流表示数为0.6安。
(1)求电源电压U。
(2)在电路中再接入一个标有“1A”字样的滑动变阻器R2,闭合开关S,在电路安全工作的情况下,移动变阻器的滑片,电流表示数的最大变化量为0.4安。求变阻器R2的最大阻值。
4. (2023静安二模)在图所示的电路中,电源电压为12伏,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样。
(1)现将变阻器R1的滑片P移至右端,闭合开关S,求电流表的示数;
(2)电路中有A、B、C三点,现将一个定值电阻R2并联接入其中的某两点,组成新电路。对开关S进行一定的操作,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表示数的最小值为0.4安;
(a)请写出电阻R2的接入点,说明此时开关S所处的状态,并求电阻R2的阻值;
(b)保持开关S所处的状态不变,求变阻器R1的滑片移动过程中,电阻R1两端电压的最大值U1max。
5. (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。
6.(2023徐汇二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯L1的阻值R1为5欧,闭合开关S,电流表示数为1.2安。
(1)求电源电压U;
(2)在电路中再接入小灯L2后,闭合开关S,发现小灯L1较亮,而小灯L2较暗。已知小灯L2的阻值R2大于R1。请写出小灯L2接入电路的方式并说明理由。
7.(2023杨浦