内容正文:
电学计算—由开关的通断引起的电路变化问题
1. 如图所示,电源电压保持不变。当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为6V;
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1两端的电压为多少伏?
(2)当S3断开,S1、S2闭合时,则R1两端的电压为多少V?
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A,则通过R2的电阻是多少欧姆?
2. 如图所示,电源电压保持不变,R2=10Ω。当S2、S3闭合,S1断开时,电流表示数为0.6A(写出必要的文字说明)
(1)电源电压是多少V?
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1的阻值是多少Ω?
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A1和A的示数分别是多少A?
3. 如图所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变,电阻R1、R2、R3的阻值分别为8Ω、4Ω、12Ω。求:
(1)如果开关S1、S2都断时,电流表电压表的示数?
(2)如果开关S1、S2都闭时,电流表的示数是多大?
4. 如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变,S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.6A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电源电压及R2的阻值;
(2)S1闭合,S2、S3断开时,电阻R1两端的电压;
(3)S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数。
5. 如图所示电路,电源电压保持不变,R1=8Ω,R2=4Ω,当开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为1.5A,求:
(1)开关S1、S2都断开时,求电流表的示数;
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,求R3的阻值。
6. 如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
7. 如图所示,R1=20Ω,R2=40Ω,电源电压保持不变。
(1)当开关S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.3A,求电源电压。
(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.1A,求灯泡L的电阻。
8. 在图所示的电路中,电源电压保持32伏不变。
(1)当电键K2断开、K1闭合时,电流表的示数为0.1安,电压表的示数为12伏,求滑动变阻器连入电路部分的电阻;
(2)求电阻R1的阻值;
(3)当电键K1、K2都闭合时,移动滑片P使电流表的示数为0.8安,电压表示数为零,求R2的阻值。
9. 如图所示的电路中,电源电压大小保持不变。电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的规格为“40Ω,0.5A”,求:
(1)只闭合开关S1,电流表的示数为0.1A,则电源电压大小为多少?
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最右端,此时电压表示数为多少?
(3)将S1、S2、S3都闭合,移动滑片位置,使电流表的示数为0.5A,此时滑动变阻器的阻值为多少Ω?
10. 如图所示,电源电压保持不变,。当只闭合开关时,电流表示数是0.3A。求:
(1)电源电压是多少?
(2)当只闭合开关时,两端电压是多少?
(3)电流表的最大示数是多少?
11. 如图所示电路,电源电压为6伏,定值电阻为10欧姆,滑动变阻器 的铭牌上标有“2A 50Ω”的字样。
(1)当开关闭合、断开,滑动变阻器的滑片位于a端时,电流表的示数为0.2A,求此时定值电阻的电阻;
(2)当开关都闭合,求滑动变阻器的滑片从a端移至b端的过程中,电压表示数的变化范围。
12. 请分析如图甲所示的电路图,回答下列问题。
(1)当只闭合开关S3时,电流表A2的示数为0.2A,则通过小灯泡L1的电流为多少?
(2)当只闭合开关S1、S2时,电流表A1的示数如图乙所示,A2的示数为0.3A,则通过小灯泡L1、L2的电流分别为多少?
(3)将开关S1换成一个电压表,开关S2、S3均闭合时,电压表的示数为3V,当开关S2断开、S3闭合时,电压表示数为1.2V,此时小灯泡L1两端的电压为多少?该电路中的电源电压为多少?
13. 如图所示电路,电源电压为6V,电阻R1、R2、R3的阻值相等,请完成下列任务:
(1)当开关S1、S2断开时,S3闭合,电压表V、V2的示数是多少?
(2)当开关S1、S2、S3均闭合时,电流表A1的示数为0.5A,求电流表A2及A的示数为多少?
14. 如图所示,电源电压恒定为12V,R2=6Ω,滑动变阻器R1的滑片P滑到中点,当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A的示数为3A;当开关S1闭合,S2、S3都断开时,电流表A的示数为0.6A。求:
(1)R3的阻值;
(2)滑动变阻器R1的最大阻值;
(3)当S1、S3闭合、S2断开时,电流表的示数;
15. 如图所示的电路,电源电压一定,,,,当只闭合S1和S3时,电流表的示数为0.6A。问:
(1)最少闭合开关___________时,会造成电源短路;
(2)只闭合S4时,电流表的示数是多少_________
(3)当开关S1、S2和S3闭合,S4断开时,电流表的示数为,求________
(4)有同学更换了电路中的电源,电源电压变为原来的1.5倍,开关S1、S2和S3闭合,S4断开时电流表的示数变为,求_________
16. 如图所示的电路,电源电压大小保持不变。电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器 R3的规格为“40Ω,0.5A”。求:
(1)只闭合开关S1,电流表的示数为0.1A,则电源电压大小为多少V;
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最左端,此时电流表和电压表的示数分别为多少;
(3)将S1、S2、S3都闭合,移动滑片位置,使电流表的示数为0.6A,此时滑动变阻器的阻值为多少Ω?
17. 在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。通过灯泡L的电流I随其两端电压U的变化关系如图乙坐标。已知:定值电阻,为标有“100Ω 1A”的滑动变阻器。请完成下列问题:
(1)断开开关S1、S3、S4,闭合开关S2、S5,电流表的示数为0.2A,求电源电压;
(2)若将滑动变阻器的滑片移至中点,只闭合开关S2、S3、S5,求此时电流表的示数;
(3)断开开关S2、S5,闭合开关S1、S3、S4,若灯泡两端电压不能超过6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,为了保护电路的安全,求滑动变阻器的取值范围。
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为U1,电流表A2的示数为0.1A;当开关S1、S2、S3闭合时,电压表的示数为U1′,且电流表A1的示数为0.9A.已知U1∶U1′=1∶6,求:
(1)电源电压U;
(2)R2、R3的大小;
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A2的示数。
1993uin
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答案与解析
1. 如图所示,电源电压保持不变。当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为6V;
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1两端的电压为多少伏?
(2)当S3断开,S1、S2闭合时,则R1两端的电压为多少V?
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A,则通过R2的电阻是多少欧姆?
【答案】(1)2V;(2)6V;(3)20Ω
【详解】解:当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R1短路,电路中只有R2,如图1所示,电压表示数为6V,即电源电压为6V;
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,如图2所示,电压表测R2两端电压,电压表示数为4V;因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以R1两端的电压U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V
(2)当S3断开,S1、S2闭合时,该电路为只有R1的简单电路,如图3所示,则R1两端的电压为6V
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,如图4所示,电流表A测总电流,电流表A1测通过电阻R1的电流,且电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A,由知道,R2的阻值;
答:(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1两端的电压为2V;
(2)当S3断开,S1、S2闭合时,则R1两端的电压为6V;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.5A和0.2A,则通过R2的电阻是20Ω。
2. 如图所示,电源电压保持不变,R2=10Ω。当S2、S3闭合,S1断开时,电流表示数为0.6A(写出必要的文字说明)
(1)电源电压是多少V?
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1的阻值是多少Ω?
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A1和A的示数分别是多少A?
【答案】(1)6V;(2)5Ω;(3)1.2A,1.8A
【详解】解:(1)当S2、S3闭合,S1断开时电路为R2单独串联,则电源电压为
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电路为R1、R2串联,电压表测量R2两端电压,此时电路中的电流为
根据串联电压规律可知,R1两端电压为
则R1的阻值为
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路为R1、R2并联,电流表A1测R1的电流为
R2的电流为
电流表测干路电流,则电流表A的示数为
答:(1) 电源电压是6V;
(2) 当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则R1的阻值是5Ω;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A1和A的示数分别是1.2A,1.8A。
3. 如图所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变,电阻R1、R2、R3的阻值分别为8Ω、4Ω、12Ω。求:
(1)如果开关S1、S2都断时,电流表电压表的示数?
(2)如果开关S1、S2都闭时,电流表的示数是多大?
【答案】(1)0.5A,2V;(2)1.25A
【详解】解:(1)如果开关S1、S2都断开,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数
电压表的示数
(2)如果开关S1、S2都闭时,R1、R3并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻
干路电流表的示数
答:(1)如果开关S1、S2都断时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为2V;
(2)如果开关S1、S2都闭时,电流表的示数是1.25A。
4. 如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20Ω,电源电压不变,S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.6A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A。求:
(1)电源电压及R2的阻值;
(2)S1闭合,S2、S3断开时,电阻R1两端的电压;
(3)S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数。
【答案】(1)12V,40Ω;(2)4V;(3)0.3A
【详解】(1)当S1、S2断开,S3闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,则电源电压为
当S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,电流表测干路的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流为
则R2的阻值为
(2)当S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流为
则电阻R1两端的电压为
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,R1被短路,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,则电流表的示数为
5. 如图所示电路,电源电压保持不变,R1=8Ω,R2=4Ω,当开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为1.5A,求:
(1)开关S1、S2都断开时,求电流表的示数;
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,求R3的阻值。
【答案】(1)1A;(2)24Ω
【详解】(1)当开关S1断开、S2闭合时,电路为R1的简单电路,电流表示数为1.5A,由欧姆定律得,电源电压为
开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表测量电路电流,此时电流表的示数为
(2)开关S1、S2都闭合时,R1、R3并联,电流表测量干路电流,示数为2A;由并联电路电流互不影响得,R1的电流为1.5A。R3的电流为
由欧姆定律得,R3的阻值
6. 如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
【答案】(1)18V;(2)0.9A
【详解】(1)当开关S3闭合,S1、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路总电阻
由可知
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流;电流表的示数
7. 如图所示,R1=20Ω,R2=40Ω,电源电压保持不变。
(1)当开关S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.3A,求电源电压。
(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.1A,求灯泡L的电阻。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)当开关S1、S2都闭合时,由图可知R1和灯泡并联,R2短路,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电压规律和欧姆定律可得电源电压为
(2)当开关S1、S2都断开时,由图可知R2和灯泡串联,R1断路,电流表A2测电路电流,则R2两端电压为
根据串联电路电压规律和欧姆定律可得灯泡的电阻为
8. 在图所示的电路中,电源电压保持32伏不变。
(1)当电键K2断开、K1闭合时,电流表的示数为0.1安,电压表的示数为12伏,求滑动变阻器连入电路部分的电阻;
(2)求电阻R1的阻值;
(3)当电键K1、K2都闭合时,移动滑片P使电流表的示数为0.8安,电压表示数为零,求R2的阻值。
【答案】(1)120Ω;(2)200Ω;(3)50Ω
【详解】(1)当电键K2断开、K1闭合时,电阻R1和滑动变阻器串联,电流表测量串联电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压,滑动变阻器连入电路部分的电阻
(2)电阻R1两端电压
电阻R1的阻值
(3)当电键K1、K2都闭合时,移动滑片P使电压表示数为零,此时滑动变阻器接入电路阻值为零,电阻R1和R2并联,电流表测量干路电流,通过电阻R1的电流
通过电阻R2的电流
R2的阻值
9. 如图所示的电路中,电源电压大小保持不变。电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的规格为“40Ω,0.5A”,求:
(1)只闭合开关S1,电流表的示数为0.1A,则电源电压大小为多少?
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最右端,此时电压表示数为多少?
(3)将S1、S2、S3都闭合,移动滑片位置,使电流表的示数为0.5A,此时滑动变阻器的阻值为多少Ω?
【答案】(1)3V;(2)2V;(3)15Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电阻R1与R2串联,电流表测量电路中的电流。串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,所以电源电压为
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最右端时,电阻R2与滑动变阻器R3的最大阻值串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R3两端的电压,此时电路中的电流为
R3两端的电压,即电压表的示数为
(3)S1、S2、S3都闭合时,R2短路,R1与R3并联,电流表测量干路中的电流,并联电路各支路两端的电压相等都等于电源电压,即
此时通过R1的电流为
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过变阻器R3的电流为
此时滑动变阻器的阻值为
答:(1)则电源电压大小为3V;
(2)此时电压表示数为2V;
(3)此时滑动变阻器的阻值为15Ω。
10. 如图所示,电源电压保持不变,。当只闭合开关时,电流表示数是0.3A。求:
(1)电源电压是多少?
(2)当只闭合开关时,两端电压是多少?
(3)电流表的最大示数是多少?
【答案】(1)12V;(2)8V;(3)1.8A
【详解】(1)当只闭合开关S1时,断路,串联。电源电压
(2)当只闭合开关时,断路,串联。此时电路中电流
两端电压
(3)当均闭合时,被短路,并联,电流表测干路电流,此时电流表的示数最大。通过的电流
通过的电流
电流表的最大示数
11. 如图所示电路,电源电压为6伏,定值电阻为10欧姆,滑动变阻器 的铭牌上标有“2A 50Ω”的字样。
(1)当开关闭合、断开,滑动变阻器的滑片位于a端时,电流表的示数为0.2A,求此时定值电阻的电阻;
(2)当开关都闭合,求滑动变阻器的滑片从a端移至b端的过程中,电压表示数的变化范围。
【答案】(1);(2)0V~5V
【详解】解:(1)此时电路为与串联,两端的电压为
两端的电压
的电阻
(2)此时电路为与变阻器串联,滑片在b端时,电路中电流,则有
电路中的电流为
变阻器两端的电压的最大值
滑片在a端时,变阻器阻值为0,电压表示数也为0。即电压表示数的变化范围为0~5V。
答:(1)此时定值电阻R₂的电阻为20Ω;(2)电压表示数的变化范围为0V~5V。
12. 请分析如图甲所示的电路图,回答下列问题。
(1)当只闭合开关S3时,电流表A2的示数为0.2A,则通过小灯泡L1的电流为多少?
(2)当只闭合开关S1、S2时,电流表A1的示数如图乙所示,A2的示数为0.3A,则通过小灯泡L1、L2的电流分别为多少?
(3)将开关S1换成一个电压表,开关S2、S3均闭合时,电压表的示数为3V,当开关S2断开、S3闭合时,电压表示数为1.2V,此时小灯泡L1两端的电压为多少?该电路中的电源电压为多少?
【答案】(1)0.2A;(2)0.9A、0.3A;(3)1.8V、3V
【详解】解:(1)观察图甲电路图,当只闭合开关S3时,根据电流的流法,可知,电流表A1、A2、小灯泡L1、L2串联接在电路,串联电路电流处处相等,电流表A2的示数为0.2A,则通过小灯泡L1的电流也为0.2A。
(2)观察图甲电路图,当只闭合开关S1、S2时,根据电流的流法,可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2的电流,A2的示数为0.3A,则通过L2的电流为0.3A;电流表A1的示数如图乙所示,从图乙可看到,电流表量程为0~3A,分度值为0.1A,它的读数为1.2A,即总电流为1.2A,根据并联电路的电流规律可知,通过L1的电流为
综上所述,通过小灯泡L1、L2的电流分别为0.9A、0.3A。
(3)将开关S1换成一个电压表,开关S2、S3均闭合时,观察图甲电路图,根据电流的流法,可知,只有L2接入电路,电流表A1、A2、L2串联接在电路,电压表的示数为3V,电压表并联在电源两端,即电源电压为3V;当开关S2断开、S3闭合时,观察图甲电路图,根据电流的流法,可知,两灯泡、电流表A1、A2串联接在一起,电压表测L2两端的电压,电压表示数为1.2V,则L2两端的电压为1.2V,根据串联电路的电压规律,可知L1两端的电压为
综上所述,此时小灯泡L1两端的电压为1.8V,该电路中的电源电压为3V。
答:(1)通过小灯泡L1的电流也为0.2A;
(2)通过小灯泡L1、L2的电流分别为0.9A、0.3A;
(3)此时小灯泡L1两端的电压为1.8V;该电路中的电源电压为3V。
13. 如图所示电路,电源电压为6V,电阻R1、R2、R3的阻值相等,请完成下列任务:
(1)当开关S1、S2断开时,S3闭合,电压表V、V2的示数是多少?
(2)当开关S1、S2、S3均闭合时,电流表A1的示数为0.5A,求电流表A2及A的示数为多少?
【答案】(1)6V,3V;(2)0.5A,1A
【详解】解:(1)S1、S2断开S3闭合时,电压表V测电源电压,故示数为6V;V2测R3两端电压,V1测R2两端电压,由于R2与R3串联且阻值相等,根据串联电路分压原理可知U2=U3=3V,故电压表V2的示数为3V。
(2)S1、S2、S3闭合时,由于R3被短路,R1与R2并联且阻值相等,电流表A1测R1支路电流,电流表A测干路电流,故I2=I1=0.5A
电流表A2的示数为0.5A;根据并联电路电流关系I=I1+I2,得I=0.5A+0.5A=1A,故电流表A的示数为1A。
答:(1)当开关S1、S2断开时,S3闭合,电压表V示数为6V,V2的示数是3V;
(2)当开关S1、S2、S3均闭合时,电流表A2示数为0.5A,A的示数为1A。
14. 如图所示,电源电压恒定为12V,R2=6Ω,滑动变阻器R1的滑片P滑到中点,当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A的示数为3A;当开关S1闭合,S2、S3都断开时,电流表A的示数为0.6A。求:
(1)R3的阻值;
(2)滑动变阻器R1的最大阻值;
(3)当S1、S3闭合、S2断开时,电流表的示数;
【答案】(1)12Ω;(2)28Ω;(3)2A
【详解】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,电路为R2与R3并联电路,电流表测干路电流,此时流过R2电流为
电流表示数为3A,则流过R3的电流为I3=I-I2=3A-2A=1A
可求R3阻值为
(2)当开关S1闭合,S2、S3都断开时,电路为R1与R2串联电路,电流表读数为0.6A,则电路总电阻为
可求R1最大阻值为R1=2(R总-R2)=2×(20Ω-6Ω)=28Ω
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路为R2的简单电路,则电流表示数为
答:(1)R3的阻值12Ω。
(2)滑动变阻器R1的最大阻值为28Ω。
(3)当S1、S3闭合、S2断开时,电流表的示数为2A。
15. 如图所示的电路,电源电压一定,,,,当只闭合S1和S3时,电流表的示数为0.6A。问:
(1)最少闭合开关___________时,会造成电源短路;
(2)只闭合S4时,电流表的示数是多少_________
(3)当开关S1、S2和S3闭合,S4断开时,电流表的示数为,求________
(4)有同学更换了电路中的电源,电源电压变为原来的1.5倍,开关S1、S2和S3闭合,S4断开时电流表的示数变为,求_________
【答案】(1)S3、S4;(2)0.15A;(3)0.9A;(4)2∶3
【详解】(1)电源短路,即电流不经用电器直接从电源的正极回到电源的负极,因此闭合开关S3、S4。
(2)当只闭合S1和S3时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流为0.6A,则电源电压为
只闭合S4时,电路为R3的简单电路,则电路中的电流为
(3)当开关S1、S2和S3闭合,S4断开时,电路为R1、R2并联,电流表测干路电流,R2支路的电流为
电流表的示数为
(4)当电源电压变为原来的1.5倍,此时的电源电压为
此时R1、R2两条支路的电流分别为
电流表的示数变为
两次电流表的示数之比为
16. 如图所示的电路,电源电压大小保持不变。电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器 R3的规格为“40Ω,0.5A”。求:
(1)只闭合开关S1,电流表的示数为0.1A,则电源电压大小为多少V;
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最左端,此时电流表和电压表的示数分别为多少;
(3)将S1、S2、S3都闭合,移动滑片位置,使电流表的示数为0.6A,此时滑动变阻器的阻值为多少Ω?
【答案】(1)3V;(2)0.15A,0V;(3)10Ω
【详解】(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电阻R1与R2串联,电流表测量电路中的电流。串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,所以电源电压为
(2)只闭合开关S2,将滑动变阻器的滑片调到最左端时,滑动变阻器的电阻为0,电压表被短路,示数为0;此时电路中的电流为
(3)S1、S2、S3都闭合时,R2短路,R1与R3并联,电流表测量干路中的电流。并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压
此时通过R1的电流为
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以通过变阻器R4的电流为
此时滑动变阻器的阻值为
17. 在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。通过灯泡L的电流I随其两端电压U的变化关系如图乙坐标。已知:定值电阻,为标有“100Ω 1A”的滑动变阻器。请完成下列问题:
(1)断开开关S1、S3、S4,闭合开关S2、S5,电流表的示数为0.2A,求电源电压;
(2)若将滑动变阻器的滑片移至中点,只闭合开关S2、S3、S5,求此时电流表的示数;
(3)断开开关S2、S5,闭合开关S1、S3、S4,若灯泡两端电压不能超过6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,为了保护电路的安全,求滑动变阻器的取值范围。
【答案】(1)18V;(2)0.56A;(3)
【详解】(1)断开开关S1、S3、S4,闭合开关S2、S5,只有连入电路,则电源电压为
(2)若将滑动变阻器的滑片移至中点,只闭合开关S2、S3、S5,此时、并联,电流表测干路电流,则支路的电流为
则电流表的示数为
(3)断开开关S2、S5,闭合开关S1、S3、S4,灯泡和串联,电压表测电压,电流表测电路电流。若灯泡两端电压不能超过6V,由乙图可知通过灯泡的电流最大为0.4A,电流表的量程为0~0.6A,则电路中电流最大为0.4A,此时变阻器阻值最小为
电压表的量程为0~15V,根据串联分压原理,当电压表示数最大为15V时,变阻器阻值最大,此时灯泡电压为
由乙图可知此时通过灯泡的电流为0.3A,则变阻器阻值最大为
所以滑动变阻器的取值范围为。
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为U1,电流表A2的示数为0.1A;当开关S1、S2、S3闭合时,电压表的示数为U1′,且电流表A1的示数为0.9A.已知U1∶U1′=1∶6,求:
(1)电源电压U;
(2)R2、R3的大小;
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A2的示数。
【答案】(1)6V;(2)20Ω、30Ω;(3)1.1A
【详解】解:(1)由图知,当开关S1闭合,S2、S3断开时,三只电阻串联,电压表测量R1两端电压,电流表A2测电路中的电流;由可得,电压表的示数(即R1两端电压)
当开关S1、S2、S3都闭合时,等效电路图如下图所示;此时三只电阻并联,电压表测量R1两端电压,由并联电路的电压特点可知,此时电压表的示数为U1′等于电源电压U;
已知,则,即电源电压U为6V。
(2)由前面解答可知,三只电阻串联时,电路中的电流为0.1A,由欧姆定律可得,三只电阻串联的总电阻
根据串联电路的电阻特点可得,R2、R3阻值之和
当三只电阻并联时,因串联电路各支路两端电压相等,则由欧姆定律可得,此时通过R1的电流
由上图可知,三只电阻并联时,电流表A1测通过R1与R2的总电流,电流表A2测整个电路的总电流,由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流
则R2的阻值
由前面解答可知
所以
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,三只电阻并联,由欧姆定律可得,通过R3的电流
因电流表A2测量整个电路的总电流,根据并联电路的电流特点可得,电流表A2的示数
答:(1)电源电压U为6V;
(2)R2、R3的阻值分别为20Ω、30Ω;
(3)开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A2的示数为1.1A。
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