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物理中考培优训练100题
专题01 电路计算题
1.(2024宝山二模)如图8所示电路,电源电压18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表V的示数为3伏,电流表A的示数为1安。求:
图8
(1)定值电阻R1的阻值。
(2)此时滑动变阻器R2的电功率P2。
(3)现用定值电阻2Ω、5Ω和10Ω中的一个替换R1,要求选取合适的电表量程,在保证电路正常工作的前提下,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表A与电压表V的指针偏离零刻度线的角度始终相同。计算说明替换R1的电阻阻值及对应的电表量程。
2.(2024崇明二模)如图8所示的电路,电源电压为6伏且保持不变.滑动变阻器R2上标有“10Ω 2A”的字样。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.5安。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,求电路消耗的最大电功率P最大。
3. (2024奉贤二模)如图1所示电路,电源电压为3伏且保持不变,定值电阻R1的阻值为30欧。当开关S闭合时,电流表A的示数为0.4安。求:
(1)电流表A1的示数。
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值。
(3)适当改变滑片P的位置,使电流表A示数的变化量恰好等于电流表A1的示数时,求此时R2连入电路可能的阻值。
4. (2024虹口二模)在图3(a)所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样,电流表表盘如图3(b)所示。
(1)闭合开关S,通电10秒,求通过R1的电流I1和电流通过它所做的功W1。
(2)移动变阻器滑片P的过程中,求电流表最大示数和最小示数的差值ΔI。
(a) (b)
S
P
R 2
R1
图3
A
5. (2024黄浦二模)在图5(a)所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样,开关S闭合。
(1)当变阻器R1接入电路的阻值为10欧时,求通过R1的电流I1。
(2)移动滑片P至某位置,电流表A的示数如图5(b)所示,求电阻R2的阻值范围。
(a) (b)
R1
R2
A
S
图5
6.(2024嘉定二模)在图11所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样,滑片P置于变阻器一端。闭合开关S,电流表示数为0.2安。
图11
R1
S
P
R2
A
A
B
C
(1)求变阻器R2两端的电压U2。
(2)求10秒内,电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
(3)再将电压表V1、V2并联在A、B、C某两点间。闭合开关S,在移动变阻器滑片P的过程中,有一个电压表示数始终不变,当滑片P移至某位置时,电表V1、V2和A的示数分别为4伏、12伏和0.4安。滑片P移至另一位置时,电流表示数为0.8安。请分析说明电压表V1、V2接入电路中的位置。
7. (2024金山二模)在图7所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片p至某位置时,电压表V示数为6伏。求:
(1) 电阻R1两端的电压。
(2) 变阻器R2连入电路的阻值。
(3) 在电路正常工作情况下,移动滑动变阻器R2的滑片p,电流表A的示数变化范围为0.3安~1安,若变阻器的规格如下表所示,请通过计算说明符合上述要求的变阻器。
编号
滑动变阻器规格
A
20Ω 1A
B
50Ω 1A
C
50Ω 2A
D
100Ω 1A
图7
A
R1
p
R2
S
V
8.(2024静安二模)将阻值为10欧的电阻R1、标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器R2分别以两种不同的方式接入同一电源的两端,电源电压保持不变。当变阻器R2连入电路的阻值分别为20欧和R2′时,不同连接方式下,电路中某处的电流如下表所示。
R2连入的阻值
20欧
R2′
方式一
0.9安
1.2安
方式二
0.2安
I2′
(1)计算并说明电源电压U。
(2)求表格中R2′与I2′的大小。
9.(2024闵行二模)在图12(a)所示电路中,电源电压为18伏保持不变,滑动变阻器R1上标有“2A”字样,所用电流表表盘如图12(b)所示。闭合开关,移动滑片到某位置时,干路电流为2.5安。
(a) (b)
R2
P
S
R1
图12
A
(1)求整个电路通电4秒钟,电流所做的功W。
(2)移动滑片,电流表示数最大变化量为ΔI。将电流表改接到变阻器R1所在支路,移动滑片,电流表示数最大变化量为ΔI1。其中一次电流表示数最大变化量为0.9安,另一次电流表示数最大变化量为1.1安。请指出ΔI的值,并说明理由。
(3)求电阻R2的阻值。
10.(2024浦东新区二模)如图13所示电路中,电源电压为6伏且保持不变。滑动变阻器R1上标有“20欧 2安”字样。闭合开关,电流表的示数为1.2安。
P
图13
S
R1
M
N
A
(1)求R1此时连入电路的阻值。
(2)现将一个阻值为10欧的定值电阻R2与R1以串联或并联的方式接入M、N两点之间。通过计算说明,闭合开关后,移动R1的滑片,是否依然可以使电流表的示数为1.2安。
11.(2024普陀二模)在图15所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,R2的阻值为20欧,闭合开关S,电流表示数如图16(a)所示。
⑴ 求R2两端的电压。
⑵ 求R1的阻值。
⑶ 各电表量程不变,用滑动变阻器R0(标有“50欧 1安”字样)替换电阻R1、R2中的一个,闭合开关S,在不超电表量程的条件下,移动变阻器滑片,使两电表指针偏离零刻度线的角度相同。通过计算说明变阻器R0替换的电阻,及此时电流表示数。
图15 图16
R1
R2
S
V
A
(a) (b)
12.(2024青浦二模)在图18(a)所示的电路中,电源电压为6伏不变,电阻R1的阻值为25欧,变阻器上标有“50欧 1安”字样。
图18
(b)
(a)
S
R1
R2
(1)求通过电阻R1的电流I1。
(2)在电路中某一位置连接一个电流表后,闭合开关S,移动变阻器滑片,电流表指针的位置如图18(b)所示。请判断电流表接入的位置并求出变阻器接入电路的电阻R2。
13. (2024松江二模)在图20(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“100”字样,电路中电表表盘如图20(b)所示。闭合开关S。
(1)若通过电阻R1的电流为0.6安,求R1两端的电压U1和R1消耗的电功率P1。
(2)在保证电路元件均安全的情况下,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是8欧~50欧。求电路中通过的最大电流I最大。
R1
R2
S
V
图20
A
(a) (b)
14.(2024徐汇二模)图 21(a)是某电热水壶,其内部简化电路如图 21(b)所示。将它接入家庭电路中,电压U为220伏,正常工作时加热电阻 R1 的阻值为40欧。
R1
电源
S
~
(a) 图21 (b)
(1)求正常工作时通过电热水壶的电流I1。
(2)现需在电路中再接入一个指示灯L,要求:闭合开关S,加热电阻R1工作的同时指示灯L亮起,说明电热水壶正在加热。
已知指示灯L的电阻R2阻值为100千欧。请通过计算判断指示灯L能否串联接入电路,并求出通过指示灯L的电流I2。
15.(2024杨浦二模)在图(a)所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R1与滑动变阻器R2(标有“20Ω 3A”字样)以串联或并联的方式连入电路的MN两点间,变阻器的接线与滑片的位置如图(b)所示。闭合开关S,观察到两电表示数如图(c)所示。
(1)求此时电路的总电阻R总。
(2)求此时R1与R2消耗的总功率P总。
(3)不改变电表量程,移动变阻器滑片P至某位置,电路元件均正常工作,观察到电流表指针满偏,且R1与R2消耗的功率相差7.2瓦。请分析判断R1与R2的连接方式,并计算R1的阻值。
16.(2024长宁二模)在图9所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧,电流表A的示数为0.4安,闭合开关S。求:
S
R2
R1
A
图9
(1)R1两端的电压U1。
(2)10秒内电流通过电阻R1所做的功W1。
(3)一段时间后,电流表A的示数突然变大为0.6安,若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,求不同故障所对应的电源电压和电阻R2的阻值。
17. (2024宝山一模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10欧。断开开关S,电流表的示数为0.3安;闭合开关S,电流表的示数为0.5安。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
18.(2024崇明一模)如图所示的电路中,已知电源电压均为U,两电阻的阻值分别为R1、R2。试求:
(1)图(a)中闭合开关后电路的总电阻和图(b)中闭合开关后电路中的电流表示数;
(2)图(a)中闭合开关后电路的中电流表示数和图(b)中闭合开关后电路的总电流。
19.(2024奉贤一模)在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20欧 ?安”字样。闭合开关S,电压表示数为6伏;求:
(1)通过电阻R1的电流I1;
(2)变阻器连入电路的阻值R2;
(3)移动变阻器滑片P过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,求滑动变阻器R2允许通过的最大电流I2最大。
20.(2024虹口一模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1安。闭合开关S,电压表示数为10伏。求:
(1)此时电阻R1两端的电压U1;
(2)此时变阻器连入电路的阻值R2;
(3)移动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大值。
P
S
R2
R1
V
21.(2024黄浦一模)在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧。
①求通过电阻R1的电流I;
②在电路中再接入一个电阻R2,闭合开关S,电阻R1与R2消耗的电功率之比为1∶2,求R2的阻值。
22.(2024静安一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“ 1A”。闭合开关S,电阻R1两端的电压为8伏。
A
P
S
R2
R1
V
(1)求此时通过R1的电流;
(2)闭合开关S,移动变阻器的滑片P,发现电流表示数的范围为0.6~0.9安。电流表与电压表表盘如图所示。求:
(a)电源电压U;
(b)变阻器允许接入电路的最大阻值R2max。
23.(2024闵行一模)在如图所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,移动滑片使电压表指针处于图所示位置。求:
(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(2)保持电压表量程不变,在确保各元件安全工作的条件下,移动滑片过程中,通过R1电流的最小值I1最小。
24.(2024松江一模)在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1阻值为20Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.6 A。
(1)求通电10秒钟,通过电阻R1横截面的电荷量Q1。
(2)求电阻R1两端的电压。
(3)在电路中正确接入一个电压表,电表表盘如图(b)所示。闭合开关S,在保证电路元件均安全的情况下,移动滑片发现滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为30Ω。请说明并计算电源电压U。
25.(2024长宁一模)在图(a)所示的电路中,电源电压为9V且保持不变。电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,电压表示数为6V,电压表、电流表的表盘如图(b)所示求:
(a) (b)
① 通过电阻R1的电流I1。
② 滑动变阻器接入电路的阻值R2。
③ 移动滑片P,在保证电路安全工作的情况下,求电流表示数的最大值I最大和最小值I最小。
26.(2024浦东新区一模)在图12(a)所示电路中,电源电压为12伏且保持不变。电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20欧 2安”字样。闭合开关后,电路中的电流为0.6安。
①求电阻R1两端的电压U1。
②求滑动变阻器R2接入电路的阻值。
③在ab或bc间接入一个表盘如图12(b)所示的电压表,移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全工作的情况下,通过计算说明是否能使电压表的示数达到某量程的最大值。
(a) (b)
27.(2024普陀一模)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20欧,滑动变阻器R2上标有“50欧1安”字样。闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电流表示数为0.3安。
(1)求电阻R1两端的电压U1;
(2)求滑动变阻器R2此时接入电路的阻值;
(3)现将一电压表接在R2两端,两电表选择合适的量程;要求在确保电路中各元件正常工作的前提下,移动滑片P至少能使一个电表示数达到满刻度,且使电路中电流在移动滑片过程中变化量ΔI最大,求ΔI最大。
28.(2024徐汇一模)在如图所示电路中,电源电压为6伏且保持不变。滑动变阻器R2标有“10Ω 2A”的字样。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,通过电阻R1的电流为0. 4安。
①求此时通过变阻器R2的电流I2;
②移动变阻器滑片P,在电路安全工作的情况下,电路中总电阻R总的取值范围。
29.(2024杨浦一模)如图(a)所示是某同学设计的测油量仪表的简易电路图。电源电压为18伏,R1的阻值为5欧,变阻器R2上标有“”字样,下表是研究R2连入电路阻值与油的体积大小规律时测得的数据。闭合开关S,观察到此时电压表示数为2伏。
R2连入电路的阻值(欧)
50
40
30
20
15
10
5
0
油的体积(升)
1.50
2.00
2.50
3.00
3.25
3.50
3.75
4.00
①求此时电路中的电流I。
②求此时R2的阻值。
④该同学往原油箱中注入体积为V1的油,重新闭合开关S后,观察到电压表示数如图(b)所示。继续往油箱中注入体积为V2的油,再闭合开关S,该同学发现在不损坏电路元件的情况下油量已到达最大值。
(a)求注入第二次油后电压表示数。
(b)计算比较两次注入的油体积V1、V2的大小关系。
30.(2024青浦一模)在图12所示的电路中,电源电压为12伏,R1的阻值为10欧。闭合开关S,电流表的示数为0.4安。
图12
R1
R2
A
V
S
① 求R2的阻值。
② 现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换前后电流表的示数变化了0.2安、电压表的示数变化了2伏。请判断R0替换的电阻并说明理由,同时求出R0的阻值。
31.(2024嘉定一模)在图(a)所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“2安”字样,所用电流表的表盘如图(b)所示。闭合开关S,电流表示数为2安。求:
①通过电阻R1的电流I1;
②滑动变阻器R2连入电路的阻值;
③移动滑动变阻器滑片P过程中,电流表示数的最大变化量为1.2安,求滑动变阻器的最大阻值R2max。
32.(2023宝山二模)在图电路中,定值电阻R1=10Ω。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端A移至中点M的过程中,电压表的示数变化了0.5伏;当滑片P位于M点时,电流表的示数为0.15安。求:
①当滑片P位于M点时,电阻R1两端的电压U1。
②当滑片P位于A点时,电压表示数UV和电流表示数IA。
③电源电压U0和滑动变阻器R2的最大阻值R2max。
33.(2023崇明二模)在图所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样。闭合电键S后,电流表A的示数为1安。
(1)求电阻R1两端的电压U1;
(2)求此时变阻器R2接入电路的阻值;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,请你通过计算判断电路消耗的最大功率能否为最小功率的3.75倍,如不可能请计算说明理由;如可能则算出变阻器的最大阻值R2最大。
34.(2023奉贤二模)在图(a)所示,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为20欧。开关S断开时,电流表的示数为0.3安。当开关S闭合时,发现电流表指针偏转了5小格。电流表的表盘及接线柱如图(b)所示。求:
(1)电源电压U;
(2)通过电阻R1的电流I1;
(3)开关S闭合时电路的总电阻R。
35.(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。
36.(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。
37.(2023嘉定二模)在图(a)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10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1Α”字样,电流表和电压表表盘如图(b)所示,电压表只有小量程档完好。闭合开关S,电流表示数为0.4安。
①求电阻R1两端的电压U1。
②求10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
③移动变阻器滑片P,在电路安全的前提下,求电路消耗的最大电功率与最小电功率之比
P最大:P最小。
38.(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。
39. (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。
40.(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(b)
图8(a)
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。
41. (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。
42.(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。
43.(2023青浦二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,电阻R1的阻值为15Ω。闭合开关S后,电流表示数如图(b)所示。
(1)求通过R1的电流I1;
(2)求电阻R1的电功率P1;
(3)电阻R2的阻值R2。
44.(2023松江二模)在图所示的电路中,电源电压为20伏保持不变,电阻R1阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50欧 1安”字样。闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.8安。
(1)求R1两端的电压U1;
(2)求10秒内电流通过电阻R2所做的功W2;
(3)若将一个电压表并联在电阻R1或滑动变阻器R2两端,电压表的表盘如图所示。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现电路中最小电流为0.5安,请通过计算说明电压表并联的位置。
45.(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。
46.(2023杨浦二模)在图所示的电路中,电源电压为6伏不变,滑动变阻器R1标有“2A”字样,点F是变阻器的中点。闭合开关S,电流表示数为1.5安。
序号
1
2
电流表示数(A)
0.6
1.3
电路的电功率(瓦)
10.8
15.0
①求此时变阻器R1的阻值_______;
②断开开关S,将定值电阻R2并联连入电路某两点之间。闭合开关S,移动变阻器R1的滑片P,当滑片P在最大处与E点处时,记录电流表示数与电路的电功率数据如下表。
根据相关信息及表中数据,回答以下问题:
a.计算定值电阻R2的阻值。
b.请判断变阻器上点E在点F的______侧(选填“左”或“右”)。(写出计算过程)
c.计算电路的电功率最大值与最小值的之比P大∶P小。
47.(2023长宁二模)在图所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器R2,上标有“50Ω 1A”字样,闭合开关S,电流表A的示数为1.2A。
(1)求定值电阻R1的阻值;
(2)通电10秒钟,求电流通过R1所做的功W1;
(3)若将电流表A改接到电路的其它位置时电路仍正常工作,发现电流表A的示数变化了0.8A,则判断电流表A可能接入的位置并求出对应变阻器R2的阻值。
48.(2023宝山一模)在图9(a)电路中,电源电压6伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.8A”字样。闭合开关S,电路正常工作。
(1)求电流表A1的示数I1。
(2)若在电路中再串联一只电流表A,其示数如图9(b)所示,求此时滑动变阻器连入电路的阻值R2。
49.(2023崇明一模)在图7所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样.闭合电键S后,电流表A的示数为1安。试求:
(1)求电阻R1两端的电压U1;
(2)求此时滑动变阻器R2的阻值;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,请你通过计算求出电流表示数的最大变化量△I最大。
50.(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。
51.(2023虹口一模) 在图9所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。仅闭合开关S,电流表A和A1的示数分别为0.7安、0.3安。
图9
R2
S
R1
P
A1
A
①求电源电压U;
②求此时变阻器R2连入电路的阻值;
③移动变阻器滑片P可以使电流表A示数变化,求电流表A示数的最大变化量ΔImax。
52.(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。
53.(2023嘉定一模)在图11(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 2Α”字样。闭合开关S后,移动滑片P至变阻器R2的中点(即R2接入电路的阻值为5欧),电压表示数如图11(b)所示。
(b)
(a)
图11
R1
S
P
R2
V
① 求通过滑动变阻器R2的电流I2和电源电压U。
② 若用一个新的电源替换原来的电源,在保证电路安全的情况下,求电源电压的最大值U最大。
54.(2023金山一模)在如图12所示的电路中,滑动变阻器R2上标有“50欧”字样,闭合开关S。
R1
R2
S
V
图12
A
① 若电源电压为10伏,电压表示数为8伏,电阻R2的阻值为20欧,求:电流表的示数和电阻R1的阻值。
② 若电源电压和电阻R1的阻值均未知,在电路安全的前提下,R2允许接入电路的范围是10欧~30欧,电压表示数的最大变化量为5伏。求:电源电压U。
55.(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。
56.(2023普陀一模)在图10(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10(b)所示。
(a) (b)
S
A
R1
图10
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。
57.(2023青浦一模)如图9所示电路中,电源电压保持不变,R2的阻值为15欧。闭合开关S时,电压表的示数为9伏。
图9
R1
R2
A
V
S
① 求通过R2的电流I2。
② 用电阻R0替换电阻R2后,闭合开关S,发现电压表示数为6伏,电流表示数与未替换前比增大了0.1安。求R1的阻值。
58.(2023松江一模)如图10(a)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5欧,滑动变阻器上标有“2A”字样。闭合开关S后,电压表的示数为8伏,电压表盘如图10(b)所示。求:
R1
P
R2
图10
S
V
(a) (b)
① 通过电阻R1的电流I1。
② 滑动变阻器接入电路的阻值R2。
③ 移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全工作的情况下,电压表示数最小值与最大值之比为3:10。求滑动变阻器R2的最大阻值。
59.(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。
60.(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。
61.(2023长宁一模)在图10所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器上标有“1安”字样。闭合电键 S,电压表示数为5伏。
R1
V
R2
S
①求通过电阻R1的电流I1;
②求此时滑动变阻器R2 连入电路中的电阻值;
③移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大值为6,求电压表最大示数和最小示数的差值ΔU1。
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62.(2022宝山区二模)在图8所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为60欧,开关S打开时,电流表A示数为0.2安;开关S闭合时,电流表A示数为0.6安。
图8
A
R1
S
R2
①求电源电压U。
②求电阻R2的阻值。
③请你在阻值分别为20欧、90欧、120欧的三个电阻中,挑选一个作为电阻R3,替换图7电路中的一个电阻(或将它接在图8电路中),使得电路的总功率P′总是原来的一半,要求:画出你所设计的电路图,并计算出该功率的大小P′总。
63.(2022崇明区二模)在图 8 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.
64.(2022奉贤区二模)如图9(a)所示,电源电压为16伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“30Ω 2Α”字样,所用电压表的表盘如图9(b)所示。闭合开关S后,电路中的电流为0.4安。求:
①电压表V1的示数U1。
②通电10秒,电流通过电阻R1所做的功W1。
③在各电路元件均安全工作的条件下,移动变阻器的滑片,使电路中通过的电流的变化量为最大时R1消耗的实际电功率的最大变化量ΔP1最大。
65.(2022虹口区二模)在图9所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“1安”字样。闭合开关S,电压表示数为6伏。
① 求通过电阻R1的电流I1和变阻器连入电路的阻值R2。
② 移动变阻器滑片P过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,求电流表最小示数Imin。
图9
R1
R2
S
P
V
A
66.(2022黄浦区二模)在图12(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。
图12
(a) (b)
R1
S
R2
P
①若电源电压为9伏,电阻R1的阻值为10欧,求通过电阻R1的电流I1及10秒内电流通过R1所做的功W1。
②若电源电压和电阻R1的阻值未知,现将一个表盘如图12(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。
Ⅰ 请指出电流表接入的位置,并说明理由。
Ⅱ 求电源电压U。
67.(2022嘉定区二模)在图8所示的电路中,电源电压为12伏且不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S,电压表示数为5伏。求:
图 8
① 通过电阻R1的电流I1。
② 通电10秒,电流通过电阻R2所做的功W2。
③ 移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,求电路消耗的最大电功率P最大。
68.(2022金山区二模)如图13所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变。另有阻值为10欧的定值电阻R1和滑动变阻器R2。闭合开关S:
图13
S
A
M
N
① 若电路的M、N间仅连入R1,求
(a)通过R1的电流I1;
(b)10秒内电流通过R1所做的功W1;
② 若将电阻R1与滑动变阻器R2并联后连入MN间,电流表的示数为I并;若将电阻R1与滑动变阻器R2串联后连入MN间,电流表的示数为I串。在电路安全的情况下,I并与I串的最小差值为0.3安,I并与I串的最大差值为1.4安。求R2的最大阻值和允许通过R2的最大电流。
69.(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。
70.(2022闵行区二模)如图14(a)所示电路,R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“1安”字样。
R1
S
R2
P
A
图14(a) 图14(b)
①闭合开关S后,电流表的示数为0.5安,求R1两端电压。
②再用定值电阻R0替换R1,且在电路中并联一个电压表,当滑动变阻器滑片位于中点时,电流表的示数为0.7安,电压表的示数为3.5伏。继续移动滑片P到达阻值最大一端,电压表示数如图14(b)所示。求变阻器的最大阻值R2max。
某同学的解答过程如下:
若电压表并联在.R2两端,当滑片位于中点时R2=U2/I2=3.5伏/0.7安=5欧
则R2max=2×5欧=10欧
当滑片P移动到阻值最大一端的过程中,电压表示数将变大,则U2´=10伏
所以I2´=U2´/R2max=10伏/10欧=1安
此时I2´在变阻器允许通过的电流范围内,所以电压表并联在.R2两端,R2max=10欧。
请指出上述解答过程中的错误之处及理由,并计算变阻器的最大阻值R2max。
71.(2022浦东新区二模)如图(a)所示,电源电压为16V且保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“30Ω 2A”字样,所用电压表的表盘如图(b)所示。闭合开关S后,电路中的电流为0.4A。求:
①电压表V1的示数U1。
②通电10s,电流通过电阻R1所做的功W1。
③在各电路元件均安全工作的条件下,移动变阻器的滑片,使电路中通过的电流的变化量为最大时,R1消耗的实际电功率的最大变化量ΔP1最大。
72. (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。
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。
73.(2022青浦区二模)在图9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,滑动变阻器标有“20欧 2安”字样。闭合开关S,电流表的示数为1安。电压表、电流表的表盘如图10(a)(b)所示。
图9
R1
R2
S
P
A
V
图10
(a) (b)
① 求电压表的示数U1。
② 求滑动变阻器连入电路的阻值R2。
③ 移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数变化量最大,求最大变化量I最大。
74.(2022松江区二模)在图9(a)所示电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器R2上标有“2A”字样(最大阻值模糊不清)。闭合开关S1,电流表A1的示数如图9(b)所示。
① 求电阻R1的阻值。
② 求通电10秒钟,电流通过R1所做的功W1。
③ 现移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表A2示数的最大变化量为1.4安。
(a)求滑动变阻器的最大阻值R2最大。
(b)若将滑动变阻器R2与另一个电阻R0串联接入电源电压相同的电路中,如图10所示。闭合开关S2,发现滑片P不能移到滑动变阻器的某一端,此时电流表A示数的最大变化量为1.5安,求电阻R0的阻值。
75.(2022徐汇区二模)小徐同学对如图 14(a)所示的电子体温计工作原理很好奇。通过查找资料了解到,电子体温计主要是利用了热敏电阻的电阻值随温度变化显著、反应快这些特性,实现温度的测量。她准备用电源、热敏电阻RT、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和导线等自制电子体温计,其中电源电压为6伏保持不变。下表为选用的热敏电阻RT阻值随温度t变化的数据。
① 分析比较上表中的数据 RT、t的变化情况,可得的初步结论是: (1)
② 小徐猜想电子体温计内部电路图如图 14(b)所示,当热敏电阻所处区域的温度升高,电路中的电流将 (2) (选填“变大”或“变小”),若将图 14(c)所示电流表的表盘上电流刻度线上标注相对应的温度,则温度的刻度值从左至右 (3) (选填“升高”或“降低”)。
③ 小徐按照猜想连接电路进行验证,发现热敏电阻所处区域的温度从37℃升高到42℃过程中,电路中的电流变化范围为 (4) 安,即使电流表接0~0.6安量程,电流表的指针也几乎不偏转,所以该方案不可行。
④ 他改进了上述方案,重新设计电路如图 14(d)所示。若热敏电阻所处区域的温度为37℃时,电压表示数如图 14(e)所示,求定值电阻R0的阻值。 (5)
热敏电阻
RT
V
R0
S
(d)
图 14
(e)
76.(2022徐汇区二模)图 12(a)(b)所示是家用电热煮茶壶的铭牌及电路原理图。通过开关 S 的闭合或断开实现“加热”和“保温”两种状态的转换,电阻R1和R2为保护电阻或加热电阻。
产品名称:电热煮茶壶 产品型号:****
额定电压:220V~ 额定容量:1.2L 额定功率:880W / 44W
(a)
图 12
S
220V
R1
R2
(b)
① 该电热煮茶壶在“加热”状态下正常工作,将1千克的水温度从20℃升高到40℃,求水吸收的热量Q吸。 [c水=4.2×103焦/(千克·℃)]
② 由铭牌可知,电热煮茶壶“加热”状态下正常工作时的额定功率为880瓦,求“加热” 状态时电路中的电流I。
③ 小汇和小佳讨论保护电阻是电阻R1 还是电阻R2时,有了两种不同的观点,小汇认为保护电阻为电阻R1,小佳认为保护电阻为电阻R2,请指出哪位同学观点是正确的并求出保护电阻的阻值。
77.(2022杨浦区二模)在图12(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为15欧,变阻器R2的滑片P位于最大阻值处。当开关S断开时,电流表的示数如图12(b)所示。闭合开关S后,电流表示数改变了0.5安。
①求电源电压
②求开关S闭合时总电阻R总。
③在电路元件安全工作的情况下,移动滑片P,电源最大功率与变阻器R2最大功率比值为2。求通过移动滑片,电流表示数的最大变化量△I。
78.(2022长宁区二模)在图 10(a)所示电路中,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20欧 1安”字样。
① 若电源电压为6伏,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关 S,通过R1的电流为0.4安,求:电阻R1两端的电压U1和滑动变阻器R2的阻值。
② 若再分别按图10(b)和(c)连接电路,则发现图(b)中电流的最小值恰好等于图(a)中电流的最大值,图(c)中电流表示数的最小值恰好等于图(b)中电流的最大值。若电源电压保持不变,求:电源电压U和电阻R1的阻值。
R1
R2 P
R2 P
R1
A
A
A
S
S S
R2 P
(a)
图 10
(b)
(c)
79.(2021奉贤二模题)如图8(a)所示,电源电压保持6伏不变。
①若电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S后,求通过电阻R1的电流I1和电阻R1消耗的电功率P1。
② 若保持电阻R1的阻值不变,当移动变阻器的滑片P时,电流表的示数发生变化,其最小值如图8(b)所示,最大值为满刻度。求滑动变阻器连入电路的阻值的变化值ΔR2。
(a) 图8 (b)
80.(2021虹口二模题)在图8(a)所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“20欧1A”字样,电流表表盘如图8(b)所示。
(a) (b)
S
P
R2
R1
图8
A
① 若电源电压为10伏,闭合开关S,滑动变阻器R2接入电路的阻值为20欧,通电10秒钟,求通过R2的电流I2和电流通过它所做的功W2。
②若电源电压未知,现用标有“10欧 2A”字样的滑动变阻器R3替换R2,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现与接入R2时相比,电流表A的最大值相差0.8安、最小值相差0.3安。求电源电压U和电阻R1的阻值。
81.(2021黄浦二模题)R1为定值电阻,滑动变阻器R2为标有“20欧 1安”或“50欧 1安”字样中的一个。现将R1和R2分别按图9(a)、(b)所示接入相同电源的电路。
图9
(a) (b)
S
R1
R2
P
V
S
R1
R2
P
①若电阻R1的阻值为10欧,闭合开关,通过R1的电流为0.2安,求R1两端的电压U1。
②电压表选用0~15伏量程,在电路安全工作情况下,移动变阻器R2的滑片P,发现有一个电路中滑片不能移到变阻器的任意一端,两电路中总电流的最大变化量均为0.6安。
Ⅰ. 请判断图9(a)、(b)中滑片不能移到变阻器任意一端的电路并简要说明理由。
Ⅱ. 通过计算说明变阻器R2的规格,并求出定值电阻R1的阻值。
82.(2021金山二模题)在图10所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。
图10
P
R1
R2
S
P
① 闭合开关S,若通过干路的电流为1.5安,求10秒内通过干路的电荷量Q。
② 将一电流表串联在电路中,闭合开关S,在电路能正常工作的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数的最大变化范围为1安~2.4安。
(a) 请判断电流表串联的位置,并说明理由;
(b) 求电源电压U和电阻R1的阻值。
83.(2021静安二模)在图7所示的电路中,电源电压为12伏,滑动变阻器R1上标有“40欧2安”字样。
① 闭合开关后,将变阻器滑片P的位置置于右端,求此时电流表的示数I。
② 电路中有A、B、C三点,若将定值电阻R2并联接入其中的某两点后,在移动变阻器滑片P的过程中,滑片P的位置(序号)及对应的电流表示数如下表所示。
(a)请写出“移动变阻器滑片P过程中”开关S所处的状态。
(b)求出定值电阻R2的阻值。P
R1
A
A
B
S
C
序号
1
2
3
电流(安)
0.2
0.3
0.6
图7
84.(2021闵行二模题)如图13所示的电路,R2的阻值为20欧,滑动变阻器R1上标有“2A”字样,两电流表量程均为0~3安。闭合开关S,电流表A1、A的示数分别为0.8安、1.2安。
S
A
R2
A1
图13
R1
① 求R2两端电压U2;
② 更换电源,用10欧和30欧的定值电阻先后替换R2,闭合开关S,在电路安全工作的情况下,移动滑片P,某个电流表示数的最大变化量分别为0.8安和1.6安,其中一次变阻器的电流达不到2安。
(a)试分析变阻器的电流达不到2安的原因;
(b)求变阻器的最大阻值R1max。
85.(2021杨浦二模题)在图11(a)所示电路中,电源电压为18伏不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样,电压表与电流表的表盘如图11(b)所示。闭合开关S,电路元件均正常工作。
(a) 图11 (b)
R1
R2
S
A
V
P
① 若电流表示数为0.5安,电压表示数为12伏。
(a) 求R1的阻值。
(b) 求R1消耗的电功率P1。
② 现将电阻R0替换R1,闭合开关S后,移动滑动变阻器R2的滑片P。发现电压表示数的最小值与最大值的比值为0.6,求R0的阻值。(请写出所有可能的情况)
86.(2021徐汇二模题)在图10(a)所示的电路中,电源电压为6伏保持不变,电阻R 1的阻值为4欧,电阻R 2的阻值为6欧,滑动变阻器R 3上标有“50欧2安”字样。已知电流表量程为0~3安,电压表量程为0~3伏。
图10
p
R3
A
R2
S1
S2
R1
V
(a) (b)
①若仅闭合开关S1,电流表示数为1.0安;若仅闭合开关S2,电流表示数如图10(b)所示。
( i ) 求电阻R 1的电压U1。
(ii ) 求10秒内通过电阻R2的电荷量Q2。
② 若仅闭合开关S1,移动变阻器滑片P使电路的总功率最大,此时电路的总功率为P1;若仅闭合开关S2,移动变阻器滑片P使电路的总功率最小,此时电路的总功率为P2,求P1与P2的比值。
87.(2021长宁二模题)在图9(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50欧 1安”字样,电压表表盘如图9(b)所示。闭合开关S,电路中的电流为0.6安。
V
P
(a) (b)
S
R1
R2
图9
①求电阻R1两端的电压。
②现用一定值电阻R0替换电阻R1,替换后要求:在电路安全工作的情况下,移动变阻器滑片,能使电路消耗的最大功率等于电路消耗的最小功率的2倍,求满足条件的R0阻值。
88.(2021宝山二模题)在图7(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30欧。闭合开关S,电路正常工作,两个电流表的指针指在同一位置,如图7(b)所示。
① 比较电流表A的示数与电流表A1的示数的大小关系,并求通过电阻R1的电流I1的大小。
② 试求电源电压U的大小。
③ 现用一个电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后一个电流表的示数减少了0.3A,另一个电流表的示数未发生变化,请判断说明电阻Rx替换的是哪个电阻,并求出电阻Rx的阻值。
89.(2021崇明二模)在图10(a)所示的电路中,电源电压为12伏,电阻R1的阻值为40欧。
①闭合电键S,求电流表的示数。
②闭合电键S,求电阻R1上的电功率。
③电路中有A、B、C三点,现将电阻R2并联接入其中的某两点,当开关S断开时,观察到电流表的指针如图10(b)所示。根据表中相关信息,请写出电阻R2的接入点,并计算电阻R2的阻值。
图10
R1
S
A
A
C
B
(a) (b)
90.(2021嘉定二模题)在图11所示的电路中,电源电压为12伏不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上仅有“1A”字样清晰可见,闭合开关S,通过R1的电流为0.5安。
图11
R2
S
R1
P
① 求R1两端的电压U1。
② 通电10秒钟,电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
③ 在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,R1两端电压的变化量∆U最大为6伏。请计算滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。
91.(2021浦东新区二模题)在如图12所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“1A”字样。
图12
S
R2
R1
V
① 若闭合开关S,电压表V示数为3伏,通过电阻R1的电流为0.6安,求:
(a)电阻R1的阻值;
(b)10秒内电流通过R1所做的电功W1。
② 若滑动变阻器R2的最大电阻值是定值电阻R1阻值的2倍,当电源电压为9伏时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量为ΔU;当电源电压改为12伏时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量仍然为ΔU。请通过计算说明滑动变阻器R2的最大电阻值。
92. (2021杨浦区一模题)在图15(a)所示的电路中,电源电压为18伏且不变。闭合开关S,电流表的示数为1安,电压表示数如图15(b)所示。
图15
S
R1
R2
(a) (b)
P
V
A
① 求电阻R1的阻值。
② 求此时滑动变阻器R2的阻值。
③ 在电路各元件都正常工作的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数的最大变化范围为0.3安~1.2安,请判断滑动变阻器的规格:“ 欧, 安”。(写出计算过程)
93. (2021徐汇区一模题)在如图14(a)所示的电路中,电源电压为整数且保持不变,电阻R1为定值电阻,变阻器R2上标有“20欧 2A”字样。
V
P
S
R2
R1
A
(a) (b)
图14
①若电阻R1阻值为15欧,闭合开关S,通过电阻R1的电流为1安,求:R1两端的电压U1。
②电压表的表盘如图14(b)所示,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数的范围为0.6~1.5安,求:电源电压U。
94. (2021虹口区一模题)在图9所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。滑动变阻器标有“20欧 2安”字样,电压表表盘如图10(a)所示。闭合开关S,电流表A的示数如图10(b)所示。
图9
R1
R2
S
P
A
V
图10
(a) (b)
① 求电阻R1两端的电压U1。
② 求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
③ 移动变阻器滑片P可以使电压表示数的变化量U2最大,求最大变化量U2最大。
95. (2021普陀区一模题)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。
96.(2021浦东新区一模题)如图7所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R2的阻值为30欧。闭合开关后,电流表的示数为0.8安。
A
S
R1
R2
图7
①求通过R2的电流。
②求R1的阻值。
③现用电阻R0替换R1、R2中的一个,要求替换后电流表示数比替换前减小0.5安。请判断:用R0替换的电阻是_______,求R0的阻值。
97.(2021嘉定一模)在图9所示的电路中,电源电压为6伏且不变,电阻R1的阻值为10欧。求:
图9
M
N
A
S
R1
①闭合开关S,电流表的示数I。
②现有滑动变阻器R2,其规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1.5A”、“50Ω 1A”中的一个。若将R2与R1以串联或并联的方式接入M、N两点间,闭合开关S,移动滑片,观察到电流表两次示数分别为2安和0.2安。
(a)请判断电流表两次示数所对应的R1与R2的连接方式,并说明理由。
(b)计算电流表示数的最大值。
98.(2021青浦区一模题)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。
99.(2020松江一模)在图13(a)所示的电路中,电源电压为18伏,电阻R1的阻值为20欧,电压表、电流表的规格如图13(b)所示。闭合开关S,电压表的示数为10伏。(各电表量程选择合适且保持不变)
图13
R2
S
R1
V
A
(a) (b)
-
-
① 求通过电阻R1的电流I1。
② 求电阻R2的阻值。
③ 现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数一个变大,一个变小,且某个电表指针正好达到某量程的满刻度。请判断被电阻R0所替换的电阻,并求出电阻R0的阻值。
100.(2020徐汇一模)在如图14(a)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,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2安。求:
①此时R1两端的电压U1。
②现用电阻R0替换电阻R1,闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电压表的示数如图(b)所示,移动滑动变阻器滑片到另一位置,电流表的示数如图(c)所示。求替换电阻R0的阻值范围。
(a)
图14
A
P
S
R2
R1
V
(b) (c)
-
-
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物理中考培优训练100题
专题01 电路计算题
1.(2024宝山二模)如图8所示电路,电源电压18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,电压表V的示数为3伏,电流表A的示数为1安。求:
图8
(1)定值电阻R1的阻值。
(2)此时滑动变阻器R2的电功率P2。
(3)现用定值电阻2Ω、5Ω和10Ω中的一个替换R1,要求选取合适的电表量程,在保证电路正常工作的前提下,在移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表A与电压表V的指针偏离零刻度线的角度始终相同。计算说明替换R1的电阻阻值及对应的电表量程。
【答案】(1)3Ω;(2)15W;(3)电流表和电压表都选择小量程,替换R1的电阻阻值为5Ω或电流表和电压表都选择大量程,替换R1的电阻阻值为5Ω。
【详解】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可得定值电阻R1的阻值:R1===3Ω
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压:
U2=U﹣U1=18V﹣3V=15V,
此时滑动变阻器R2的电功率:P2=U2I1=15V×1A=15W;
(3)①电流表和电压表都选择小量程,电流表A与电压表V的指针偏离零刻度线的角度始终相同,根据欧姆定律可得替换R1的电阻阻值为5Ω,根据电表量程可知通过电路的最大电流为0.6A<2A,电压表的示数最大为3V,电路安全;
②电流表选择小量程,电压表选择大量程,电流表A与电压表V的指针偏离零刻度线的角度始终相同,根据欧姆定律可得替换R1的电阻阻值为25Ω(舍去);
③电流表和电压表都选择大量程,电流表A与电压表V的指针偏离零刻度线的角度始终相同,根据欧姆定律可得替换R1的电阻阻值为5Ω,根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为2A,此时电压表的示数最大为10V,电路安全;
④电流表选择大量程,电压表选择小量程,电流表A与电压表V的指针偏离零刻度线的角度始终相同,根据欧姆定律可得替换R1的电阻阻值为1Ω(舍去)。
答:(1)定值电阻R1的阻值为3Ω;
(2)此时滑动变阻器R2的电功率P2为15W;
(3)电流表和电压表都选择小量程,替换R1的电阻阻值为5Ω或电流表和电压表都选择大量程,替换R1的电阻阻值为5Ω。
2.(2024崇明二模)如图8所示的电路,电源电压为6伏且保持不变.滑动变阻器R2上标有“10Ω 2A”的字样。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.5安。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,求电路消耗的最大电功率P最大。
【答案】(1)12Ω;(2)0.6A;(3)15W。
【详解】(1)由图可知,此电路为并联电路,电阻R1两端的电压为6V,由题意可知,通过电阻R1的电流为0.5安,则由欧姆定律I=U/R得,
R1===12Ω
(2)滑动变阻器滑片P在最右端时,通过变阻器R2的电流:
I2===0.6A
(3)滑动变阻器R2上标有“10Ω 2A”的字样,在电路安全工作的情况下,电阻R2通过的最大电流为2A,此时电路中最大电流为:I最大=I1+I′=0.5A+2A=2.5A
电路消耗的最大电功率为:P最大=UI最大=6V×2.5A=15W
答:(1)电阻R1的阻值为12Ω;(2)通过电阻R2的电流为0.6A;(3)移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,电路消耗的最大电功率为15W。
3. (2024奉贤二模)如图1所示电路,电源电压为3伏且保持不变,定值电阻R1的阻值为30欧。当开关S闭合时,电流表A的示数为0.4安。求:
(1)电流表A1的示数。
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值。
(3)适当改变滑片P的位置,使电流表A示数的变化量恰好等于电流表A1的示数时,求此时R2连入电路可能的阻值。
【答案】(1)0.1A;(2)10Ω;(3)见解析
【详解】(1)根据电路图可知,闭合开关S时,R1、R2并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A1的示数
(2)因为并联电路中,各支路上的用电器工作时互不影响,因此通过R1的电流不变,即I1=0.3A,根据并联电路的电流特点可得,通过R2的电流
I2=I-I1=0.4A-0.1A=0.3A
又因为并联电路各支路两端的电压相等,所以由I=U/R可得,R2连入电路的阻值
(3)因为并联电路中,各支路上的用电器工作时互不影响,因此通过R1的电流不变,即I1=0.1A,根据并联电路的电流特点可知电流表A示数的变化量恰好等于A1的示数,即
∆I=I1=0.3A时,则电流表A的示数I′=I+∆I=0.4A+0.1A=0.5A
电流表A的也可能是I″=I-∆I=0.4A-0.1A=0.3A
所以,当I′=0.5A时,通过R2的电流I2′=I′-I1=0.5A-0.1A=0.4A
由I=U/R可得,R2连入电路的阻值
当I″=0.3A时,通过R2的电流I2″=I′″-I1=0.3A-0.1A=0.2A
由I=U/R可得,R2连入电路的阻值
答:(1)电流表A1的示数为0.1A;(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值为10Ω;
(3)适当改变滑片P的位置,使电流表A示数的变化量恰好等于A1的示数时,此时R2连入电路的阻值可能为7.5Ω或15Ω。
4. (2024虹口二模)在图3(a)所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样,电流表表盘如图3(b)所示。
(1)闭合开关S,通电10秒,求通过R1的电流I1和电流通过它所做的功W1。
(2)移动变阻器滑片P的过程中,求电流表最大示数和最小示数的差值ΔI。
(a) (b)
S
P
R 2
R1
图3
A
【答案】(1)1.2A,144J;(2)0.4A。
【详解】(1)由图(a)可知,R1、R2并联,电流表测量干路的总电流;通过通过R1的电流:
电流通过它所做的功
(2)滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”,则允许通过R2的最大电流为1A,则电流表最大示数为
当滑动变阻器R2取最大阻值20Ω时,R2的电流最小为
则电流表最小示数为
所以电流表最大示数和最小示数的差值为
答:(1)通过R1的电流为1.2A,电流通过它所做的功为144J;
(2)电流表最大示数和最小示数的差值为0.4A。
5. (2024黄浦二模)在图5(a)所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样,开关S闭合。
(1)当变阻器R1接入电路的阻值为10欧时,求通过R1的电流I1。
(2)移动滑片P至某位置,电流表A的示数如图5(b)所示,求电阻R2的阻值范围。
(a) (b)
R1
R2
A
S
图5
【答案】(1)1.2A;(2)6.67Ω~30Ω。
【详解】(1)由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流。
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流:
(2)当滑动变阻器接入电路最大阻值时,通过滑动变阻器的电路:
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流一定大于0.6A,所以电流表的量程为0~3A,
此时的电流表所示为2.4A,当电流表示数最大时通过R2的最大电流为:
根据欧姆定律可得R2的最小电阻:
滑动变阻器R1标有“20Ω,2A”字样,滑动变阻器允许通过的电流最大为2A,
则通过R2的最小电流为:
根据欧姆定律可得R2的最大电阻:
所以电阻R2的阻值范围为6.67Ω~30Ω。
答:(1)通过电阻R1的电流为1.2A;(2)电阻R2的阻值范围为6.67Ω~30Ω。
6.(2024嘉定二模)在图11所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样,滑片P置于变阻器一端。闭合开关S,电流表示数为0.2安。
图11
R1
S
P
R2
A
A
B
C
(1)求变阻器R2两端的电压U2。
(2)求10秒内,电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
(3)再将电压表V1、V2并联在A、B、C某两点间。闭合开关S,在移动变阻器滑片P的过程中,有一个电压表示数始终不变,当滑片P移至某位置时,电表V1、V2和A的示数分别为4伏、12伏和0.4安。滑片P移至另一位置时,电流表示数为0.8安。请分析说明电压表V1、V2接入电路中的位置。
【答案】(1)10V;(2)20J;(3)V1接A、B间,V2接A、C间。
【详解】由图(a)可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流;
(1)滑片P置于变阻器一端,电阻是最大的50Ω;根据欧姆定律知,
电阻R2两端的电压:U2=IR2max=0.2A×50Ω=10V
(2)10秒内,电流通过滑动变阻器R2所做的功;
(3)将电压表V1、V2并联在A、B、C某两点间。闭合开关S,在移动变阻器滑片P的过程中,有一个电压表示数始终不变,必然是测量电源电压,电压表V2示数较大,则电源电压为12V;
根据题干中当电流为0.2A时,电阻R1两端的电压:U1=U-U2=12V-10V=2V
则电阻
当电路中电流为0.4A时,定值电阻R1两端的电压为
所以电压表V1测定值电阻R1两端电压,接A、B两点之间。
答:(1)变阻器R2两端的电压U2是10V;
(2)10秒内,电流通过滑动变阻器R2所做的功W2为20J;
(3)V1接A、B间,V2接A、C间。
7. (2024金山二模)在图7所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片p至某位置时,电压表V示数为6伏。求:
(1) 电阻R1两端的电压。
(2) 变阻器R2连入电路的阻值。
(3) 在电路正常工作情况下,移动滑动变阻器R2的滑片p,电流表A的示数变化范围为0.3安~1安,若变阻器的规格如下表所示,请通过计算说明符合上述要求的变阻器。
编号
滑动变阻器规格
A
20Ω 1A
B
50Ω 1A
C
50Ω 2A
D
100Ω 1A
图7
A
R1
p
R2
S
V
【答案】(1)12V;(2)5欧;(3)B。
【详解】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压。
(1)因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以此时R1两端的电压为:
(2)通过R1的电流为:
因为串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器接入电路的阻值为:
(3)由于电流表A的示数变化范围为0.3A~ 1A,所以,当电路中的电流最小为0.3A,可得R1两端的电压为:
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知R2两端的电压:
R2接入电路的最大阻值为:
由于电流表A的示数最大为1A,比较变阻器的规格可知需要选择变阻器B。
8.(2024静安二模)将阻值为10欧的电阻R1、标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器R2分别以两种不同的方式接入同一电源的两端,电源电压保持不变。当变阻器R2连入电路的阻值分别为20欧和R2′时,不同连接方式下,电路中某处的电流如下表所示。
R2连入的阻值
20欧
R2′
方式一
0.9安
1.2安
方式二
0.2安
I2′
(1)计算并说明电源电压U。
(2)求表格中R2′与I2′的大小。
【答案】(1)6V;(2)10欧,0.3A
【详解】(1)串联电路总电阻大于任一分电阻,并联电路总电阻小于任一分电阻,根据欧姆定律可知两电阻串联时通过电路的电流最小,比较表格数据可知方式一中两电阻并联接入电路,方式二中两电阻串联接入电路,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压:
U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V
(2)并联电路各支路两端电压相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,两电阻并联时通过电路的电流:
根据表格数据可知并联电路中电流表测干路电流,滑动变阻器接入电路的电阻为R2′时通过定值电阻的电流:
通过滑动变阻器的电流I2″=I″-I1=1.2A-0.6A=0.6A
滑动变阻器接入电路的阻值
两电阻串联接入电路的电流
答:(1)电源电压U为6V;(2)表格中R2′与I2′的大小分别为10Ω、0.3A。
9.(2024闵行二模)在图12(a)所示电路中,电源电压为18伏保持不变,滑动变阻器R1上标有“2A”字样,所用电流表表盘如图12(b)所示。闭合开关,移动滑片到某位置时,干路电流为2.5安。
(a) (b)
R2
P
S
R1
图12
A
(1)求整个电路通电4秒钟,电流所做的功W。
(2)移动滑片,电流表示数最大变化量为ΔI。将电流表改接到变阻器R1所在支路,移动滑片,电流表示数最大变化量为ΔI1。其中一次电流表示数最大变化量为0.9安,另一次电流表示数最大变化量为1.1安。请指出ΔI的值,并说明理由。
(3)求电阻R2的阻值。
【答案】(1)180J;(2)0.9A,理由见解答;(3)15欧。
【详解】(1)整个电路通电4秒钟,电流所做的功为:W=UIt=18V×2.5A×4s=180J
(2)由于滑动变阻器R1上标有“2A”字样,所以,变阻器R1所在支路的最大电流是2A,又因为定值电阻与滑动变阻器并联,定值电阻所在支路的电流无变化。当定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测量干路电流时,移动滑片,电流表的示数是两支路电流之和,所以
由于I2不变,若不受电流表量程限制,则ΔI=ΔI1
但题中ΔI不等于ΔI1,说明受电流表量程限制,因此测干路电流时电流表先达到量程,所以
ΔI<ΔI1,即ΔI的值是0.9A,ΔI1的值是1.1A。
(3)依题意得,闭合开关,移动滑片到某位置时,干路电流为2.5安,说明电流表测量干路电流时,使用的量程为0~3A,则干路电流最大为3A。
由于
则
由于
则图a中通过变阻器的最大电流为I滑大'=1.8A
此时干路电流最大为3A,由并联电路电流特点得,此时R2的电流为
由欧姆定律得,电阻R2的阻值
R2===15Ω
10.(2024浦东新区二模)如图13所示电路中,电源电压为6伏且保持不变。滑动变阻器R1上标有“20欧 2安”字样。闭合开关,电流表的示数为1.2安。
P
图13
S
R1
M
N
A
(1)求R1此时连入电路的阻值。
(2)现将一个阻值为10欧的定值电阻R2与R1以串联或并联的方式接入M、N两点之间。通过计算说明,闭合开关后,移动R1的滑片,是否依然可以使电流表的示数为1.2安。
【答案】(1)5欧;(2)并联可以使电流表的示数为1.2安。
【详解】(1)R1此时连入电路的阻值
R1===5Ω
(2)将定值电阻R2与R1以串联的方式接入电路,即使R1连入电阻的阻值减为0,电路中总电阻最小为10欧,大于(1)中R1的阻值,所以不可以使电流表的示数为1.2安。将定值电阻R2与R1以并联的方式接入电路,定值电阻R2所在支路的电流为
电流表测量干路电流,示数为1.2A,则此时滑动变阻器所在支路的电流也为0.6A,由于并联电路支路电压等于干路电压,所以滑动变阻器两端的电压和电流都与定值电阻R2的相同,故此时滑动变阻器连入电路的阻值与定值电阻R2相等,为10欧,即将定值电阻R2与R1以并联的方式接入电路,且R1阻值为10欧姆时,电流表的示数为1.2安。
答:(1)R1此时连入电路的阻值5欧;(2)并联可以使电流表的示数为1.2安。
11.(2024普陀二模)在图15所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,R2的阻值为20欧,闭合开关S,电流表示数如图16(a)所示。
⑴ 求R2两端的电压。
⑵ 求R1的阻值。
⑶ 各电表量程不变,用滑动变阻器R0(标有“50欧 1安”字样)替换电阻R1、R2中的一个,闭合开关S,在不超电表量程的条件下,移动变阻器滑片,使两电表指针偏离零刻度线的角度相同。通过计算说明变阻器R0替换的电阻,及此时电流表示数。
图15 图16
R1
R2
S
V
A
(a) (b)
【答案】(1)8V;(2)25欧;(3)变阻器R0替换的电阻R2,此时电流表示数为0.36A。
【详解】(1)由图可知,R1和R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压,由图a可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。因串联电路处处电流相等,所以电阻R2两端电压U2=IR2=0.4A×20Ω=8V
(2)因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以电阻R1两端电压
U1=U-U2=18V-8V=10V
则电阻R1的阻值
(3)由(1)可知,电压表的示数为8V,则可知电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,电流表的量程为0~0.6A。假设滑动变阻器替换电阻R2,由题意知,因两电表的指针偏离零刻度线的角度相同,所以,两电表指针偏转的格数n相同,则滑动变阻器接入电路中的电阻为
此时电路中的电流
电压表的示数为
则电路可以正常工作,假设成立。假设滑动变阻器替换电阻R1,由题意知,因两电表的指针偏离零刻度线的角度相同,所以,两电表指针偏转的格数n相同,则R2两端的电压为
通过电路的电流为
则R2的阻值为
因R2的阻值为20Ω,故该假设不成立。
答:(1)求R2两端的电压为8V;(2)求R1的阻值25Ω;(3)变阻器R0替换的电阻为R2,移动变阻器滑片,使两电表指针偏离零刻度线的角度相同,此时电流表示数0.36A。
12.(2024青浦二模)在图18(a)所示的电路中,电源电压为6伏不变,电阻R1的阻值为25欧,变阻器上标有“50欧 1安”字样。
图18
(b)
(a)
S
R1
R2
(1)求通过电阻R1的电流I1。
(2)在电路中某一位置连接一个电流表后,闭合开关S,移动变阻器滑片,电流表指针的位置如图18(b)所示。请判断电流表接入的位置并求出变阻器接入电路的电阻R2。
【答案】(1)0.24A。(2)电流表接入R2支路上,变阻器接入电阻为20欧。
【详解】(1)由图知,R1、R2并联,据并联电路各支路两端的电压相等,则通过R1的电流:
(2)电流表的示数为1.5安或0.3安,则电流表不能接在R1支路上。若电流表的电流为1.5安,当电流表在干路上时,变阻器的电流为
当接在R2支路上时,R2电流为1.5A,因此不断电流表接在干路上或者R2支路上,通过R2的电流均大于变阻器最大电流,会损坏变阻器,所以电流表示数应为0.3安,此时电流表示数小于R1的电流,说明电流表接在R2支路上。
由欧姆定律得,变阻器接入电路的电阻
答:(1)通过R1的电流I1为0.24A。(2)电流表接R2支路上,变阻器接入电阻为20欧。
13. (2024松江二模)在图20(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“100”字样,电路中电表表盘如图20(b)所示。闭合开关S。
(1)若通过电阻R1的电流为0.6安,求R1两端的电压U1和R1消耗的电功率P1。
(2)在保证电路元件均安全的情况下,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是8欧~50欧。求电路中通过的最大电流I最大。
R1
R2
S
V
图20
A
(a) (b)
【答案】(1)6V;3.6W。(2)1A。
【详解】(1)R1两端的电压U1=I1R1=0.6A×10Ω= 6V
R1消耗的电功率P1=U1I1=6V×0.6A=3.6W
(2)串联电路电阻越大分压越大,滑动变阻器连入电路中的最大阻值为50欧,说明此时电压表示数以达到最大值15V,此时电路中的电流为
电源电压为
当滑动变阻器连入电路为8欧时,电路中电流为
故最大电流为1A。
答:(1)R1两端的电压U1为6V;R1消耗的电功率P1为3.6W。
(2) 电路中通过的最大电流为1A。
14.(2024徐汇二模)图 21(a)是某电热水壶,其内部简化电路如图 21(b)所示。将它接入家庭电路中,电压U为220伏,正常工作时加热电阻 R1 的阻值为40欧。
R1
电源
S
~
(a) 图21 (b)
(1)求正常工作时通过电热水壶的电流I1。
(2)现需在电路中再接入一个指示灯L,要求:闭合开关S,加热电阻R1工作的同时指示灯L亮起,说明电热水壶正在加热。
已知指示灯L的电阻R2阻值为100千欧。请通过计算判断指示灯L能否串联接入电路,并求出通过指示灯L的电流I2。
【分析】(1)5.5A;(2)不能,2.2×10-3A。
【详解】(1)正常工作时通过电热水壶的电流
(2)若指示灯L能否串联接入电路,则电路中的总电阻为
电路的总功率为
根据Q=W=Pt可知,电功率过小,产生的电热就越少,无法使电热水壶正常工作。故指示灯应并联接入电路中,通过指示灯L的电流为
答:(1)正常工作时通过电热水壶的电流为5.5A;
(2)(2)由于指示灯串联接入电路会导致总功率太小,产生的电热过少,电热水壶无法正常工作,故指示灯L不能串联接入电路,正确并联时通过指示灯L的电流为2.2×10-3A。
15.(2024杨浦二模)在图(a)所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R1与滑动变阻器R2(标有“20Ω 3A”字样)以串联或并联的方式连入电路的MN两点间,变阻器的接线与滑片的位置如图(b)所示。闭合开关S,观察到两电表示数如图(c)所示。
(1)求此时电路的总电阻R总。
(2)求此时R1与R2消耗的总功率P总。
(3)不改变电表量程,移动变阻器滑片P至某位置,电路元件均正常工作,观察到电流表指针满偏,且R1与R2消耗的功率相差7.2瓦。请分析判断R1与R2的连接方式,并计算R1的阻值。
【答案】(1)6Ω;(2)24W;(3)并联,10Ω。
【详解】(1)根据电压表使用0﹣15V,分度值为0.5V,示数为12V;
电流表使用0﹣3A量程,分度值0.1A,读数为2A;
根据欧姆定律知,此时电路的总电阻R总=U/I=12V/2A=6Ω;
(2)此时R1与R2消耗的总功率P总=UI=12V×2A=24W;
(3)根据图(b)所示,10Ω<R2<20Ω,且R总<R2,可判断出R1与R2并联。
根据并联电压相等,都是12V,且R1与R2消耗的功率相差7.2W;
根据P=UI知,电源相同,电流之差为ΔI=ΔI/U=7.2W/12V=0.6A;
电流表指针满偏I=3A,则I1+I2=3A;
如果I1较大,则I1=1.8A,I2=1.2A,
此情形下,原来滑动变阻器的电流为2A﹣1.8A=0.2A,电阻值为R'=U/I'=12V/0.2A=60Ω,超过了最大值,是不可能的;
如果是I2较大,则I'2=1.8A,I'1=1.2A,原来滑动变阻器的电流为2A﹣1.2A=0.8A,
电阻值为R''=U/I''=12V/0.8A=15Ω,是可能的;
则此时R1=U/I'1=12V/1.2A=10Ω。
答:(1)此时电路的总电阻是6Ω。(2)此时R1与R2消耗的总功率是24W。(3)R1与R2的连接方式为并联,R1的阻值是10Ω。
16.(2024长宁二模)在图9所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧,电流表A的示数为0.4安,闭合开关S。求:
S
R2
R1
A
图9
(1)R1两端的电压U1。
(2)10秒内电流通过电阻R1所做的功W1。
(3)一段时间后,电流表A的示数突然变大为0.6安,若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,求不同故障所对应的电源电压和电阻R2的阻值。
【答案】(1)4V;(2)16J;(3)若R2发生短路,U=6V,R2=5Ω;若R1短路,U=12V,R2=20Ω。
【详解】(1)由欧姆定律可得,R1两端电压:
(2)10s内通过R1的电流所做的功:
(3)若R2发生短路,此时只有R1接入电路,所以电源电压:
由题意得R2两端电压U2=U-U1=6V-4V=2V
R2阻值:
若R1发生短路,由题意得,短路前
短路后
解得U=12V,R2=20Ω
答:(1)R1两端电压为4V;
(2)10s内通过R1的电流所做的功为16J;
(3)若R2发生短路,则U=6V,R2=5Ω;若R1短路,则U=12V,R2=20Ω。
17. (2024宝山一模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10欧。断开开关S,电流表的示数为0.3安;闭合开关S,电流表的示数为0.5安。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)3V;(2)15Ω。
【详解】(1)断开开关S,只有R1接入电路,电流表的示数为0.3安;电源电压为
(2)闭合开关S,R1与R2并联,电流表测干路电流为0.5安,电阻R2的阻值为
答:(1)电源电压为3V;(2)电阻R2的阻值为15Ω。
18.(2024崇明一模)如图所示的电路中,已知电源电压均为U,两电阻的阻值分别为R1、R2。试求:
(1)图(a)中闭合开关后电路的总电阻和图(b)中闭合开关后电路中的电流表示数;
(2)图(a)中闭合开关后电路的中电流表示数和图(b)中闭合开关后电路的总电流。
【答案】(1), ;(2),
【详解】(1)图(a)根据串联电压规律可知,总电压为
经整理后可得
图(b)中,电流表测量通过R1的电流,根据并联电路电压规律可知,R1两端的电压为
闭合开关后电路中的电流表示数
(2)图(a)中闭合开关后电路的中电流表示数
图(b)中通过R2的电流为
图(b)中闭合开关后电路的总电流
19.(2024奉贤一模)在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20欧 ?安”字样。闭合开关S,电压表示数为6伏;求:
(1)通过电阻R1的电流I1;
(2)变阻器连入电路的阻值R2;
(3)移动变阻器滑片P过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,求滑动变阻器R2允许通过的最大电流I2最大。
【答案】(1)0.6安;(2)10欧;(3)1安
【详解】(1)分析电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测串联电路中电流,电压表测电阻R1两端电压,电压表示数为6伏,则通过电阻R1的电流
(2)由于串联电路中处处电流相等,则通过电阻R2的电流 I2=I1=0.6安
电阻R2两端电压U2=U-U1=12伏-6伏=6伏
则变阻器连入电路的阻值
(3)当R2=20欧时,总电阻R最大,电路中的电流I最小,即
R最大=R1+R2最大=10欧+20欧=30欧
R1两端最小电压U1小=I1小R1=I最小R1=0.4安10欧=4伏
电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,则R1两端最大电压
U1大=U1小+ΔU=4伏+6伏=10伏<12伏
此时电路中的电流最大,并且R2>0,通过电阻R1的最大电流
则滑动变阻器R2允许通过的最大电流I2最大= I1最大=1安
答:(1)通过电阻R1的电流为0.6A;
(2)变阻器连入电路的阻值为10欧;
(3)滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A。
20.(2024虹口一模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1安。闭合开关S,电压表示数为10伏。求:
(1)此时电阻R1两端的电压U1;
(2)此时变阻器连入电路的阻值R2;
(3)移动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大值。
P
S
R2
R1
V
【答案】(1)8V;(2)12.5Ω;(3)2.25
【详解】(1)闭合开关S,根据电流的流法可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联接在电路中,电压表并联在R2的两端,电源电压为18V保持不变,电压表示数为10V,根据串联电路的电压规律,可知,此时电阻R1两端的电压为U1=U-U2=18V-10V=8V
此时电阻R1两端的电压为8V。
(2)由(1)解析可知,此时电阻R1两端的电压为8V,电阻R1的阻值为10Ω,R2的电压为10V,根据串联电路的分压特点,可知
代入数据解得此时变阻器连入电路的阻值R2为12.5Ω。
(3)由于滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,即串联电路的最大电流为1A,电源电压为18V,根据可知,电路的总电阻为
此时变阻器连入电路的阻值为最小,大小为
变阻器连入电路的最小阻值为8Ω,变阻器两端的电压为最小,已知流过电阻R1的电流为1A,根据可知,电阻R1的电压为
根据串联电路的分压特点,可知
代入数据解得,电压表示数最小为8V,电源电压与电压表示数比值的最大值为
最大值为2.25。
答:(1)此时电阻R1两端的电压U1为8V;
(2)此时变阻器连入电路的阻值R2为12.5Ω;
(3)移动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大值为2.25。
21.(2024黄浦一模)在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧。
①求通过电阻R1的电流I;
②在电路中再接入一个电阻R2,闭合开关S,电阻R1与R2消耗的电功率之比为1∶2,求R2的阻值。
【答案】①1.2安;②10Ω或者5Ω
【详解】①电阻R1单独接在电源两端,通过电阻R1的电流
② 若电阻R2与R1串联,两电阻电流相等,则
电阻R2阻值为
若电阻R2与R1并联,两电阻电压相等,则
电阻R2阻值为
答:①通过电阻R1的电流I是1.2安;
②R2的阻值10Ω或者5Ω。
22.(2024静安一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“ 1A”。闭合开关S,电阻R1两端的电压为8伏。
A
P
S
R2
R1
V
(1)求此时通过R1的电流;
(2)闭合开关S,移动变阻器的滑片P,发现电流表示数的范围为0.6~0.9安。电流表与电压表表盘如图所示。求:
(a)电源电压U;
(b)变阻器允许接入电路的最大阻值R2max。
【答案】(1)0.8A;(2)9V,5Ω
【详解】(1)通过的电流
(2)(a)闭合开关S,移动变阻器的滑片P,发现电流表示数的范围为0.6~0.9安,整个电路中最大电流为0.9A,此时滑动变阻器接入阻值为零,只有R1接入,则电源电压为
(b)当变阻器允许接入电路的最大阻值时,电路中的电流最小,最小电流为0.6A,则总电阻为
变阻器允许接入电路的最大阻值
答:(1)通过的电流0.8A;(2)(a)电源电压U为9V;(b)变阻器允许接入电路的最大阻值5Ω。
23.(2024闵行一模)在如图所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,移动滑片使电压表指针处于图所示位置。求:
(1)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(2)保持电压表量程不变,在确保各元件安全工作的条件下,移动滑片过程中,通过R1电流的最小值I1最小。
【答案】(1)7.1Ω;(2)0.8A
【详解】①若电压表的量程选用0~3伏,U2=2伏
U1=U-U2=24伏-2伏=22伏
I1=U1/R1=22伏/10欧=2.2安>2安,不可行
∴电压表的量程选用0~15伏,U2=10伏
U1=U-U2=24伏-10伏=14伏
I2=I1=U1/R1=14伏/10欧=1.4安
R2=U2/I2=10伏/1.4安=50/7欧≈7.14欧
②当R2最大=20欧时,R=R1+R2=10欧+20欧=30欧
I=U/R=24伏/30欧=0.8安
U2=I2R2=IR2=0.8安×20欧=16伏>15伏 舍去
∴U2最大=15伏
U1最小=U-U2最大=24伏-15伏=9伏
I1最小=U1最小/R1=9伏/10欧=0.9安
24.(2024松江一模)在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1阻值为20Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样。闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.6 A。
(1)求通电10秒钟,通过电阻R1横截面的电荷量Q1。
(2)求电阻R1两端的电压。
(3)在电路中正确接入一个电压表,电表表盘如图(b)所示。闭合开关S,在保证电路元件均安全的情况下,移动滑片发现滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为30Ω。请说明并计算电源电压U。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)通电10秒钟,通过电阻横截面的电荷量为Q=It=0.6A×10s=6C
(2)定值电阻阻值为20Ω,通过电阻的电流为0.6 A,电阻两端的电压为
(3)由题意可知,移动滑片发现滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为30Ω,滑动变阻器电阻变大时,其两端的电压变大,可判断电压表并联在滑动变阻器两端,由(2)可知,电源电压大于3V,则电压表量程为0~15V, 所以此时电压表示数为15V,则此时电路中的电流为
电源电压为
答:(1)通过电阻横截面的电荷量;(2)电阻两端的电压为;(3)电源电压为。
25.(2024长宁一模)在图(a)所示的电路中,电源电压为9V且保持不变。电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,电压表示数为6V,电压表、电流表的表盘如图(b)所示求:
(a) (b)
① 通过电阻R1的电流I1。
② 滑动变阻器接入电路的阻值R2。
③ 移动滑片P,在保证电路安全工作的情况下,求电流表示数的最大值I最大和最小值I最小。
【答案】①1.2A;②2.5Ω;③1.8A,0.36A
【详解】(1)通过电阻R1的电流I1是
所以通过电阻R1的电流I1是1.2A。
(2)根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路中的电流特点可知
则滑动变阻器接入电路中的电阻大小是
所以滑动变阻器接入电路中的电阻大小是2.5Ω。
(3)根据题意可知,电流表所选量程是0~3A,电压表所选量程是0~15V。电源电压是9V,所以电压表的最大示数是9V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是0,电路中的电流最大
当电路中的电流最大是1.8A时,可以保证电流表和滑动变阻器都能安全工作。当滑动变阻器的阻值全部接入电路中时,电路中的电流最小,则最小电流是
答:(1)通过电阻R1的电流I1是1.2A;(2)滑动变阻器接入电路中的阻值R2是2.5Ω;
(3)电路中的最大电流是1.8A,最小电流是0.36A。
26.(2024浦东新区一模)在图12(a)所示电路中,电源电压为12伏且保持不变。电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20欧 2安”字样。闭合开关后,电路中的电流为0.6安。
①求电阻R1两端的电压U1。
②求滑动变阻器R2接入电路的阻值。
③在ab或bc间接入一个表盘如图12(b)所示的电压表,移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全工作的情况下,通过计算说明是否能使电压表的示数达到某量程的最大值。
(a) (b)
【答案】(1)6伏;(2)10欧;(3)见解析
【详解】(①U1=I1R1=0.6安×10欧=6伏
②I2=I=0.6安 R==20欧
R2=R-R1=20欧-10欧=10欧
③∵U=12伏<15伏 ∴电压表示数的最大值为3伏
若电压表并联在R1两端,U1=3伏
I2=I1==0.3安
U2=U-U1=12伏-3伏=9伏
R2==30欧>20欧
∴电压表不是并联在R1两端
若电压表并联在R2两端,U2=3伏
U1=U-U2=12伏-3伏=9伏
I1===0.9安<2安
I2=I1=0.9安
R2==≈3.3欧<20欧
∴当电压表并联在R2两端(接bc)时,电压表示数能达到“0-3伏”量程的最大值3伏
27.(2024普陀一模)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20欧,滑动变阻器R2上标有“50欧1安”字样。闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电流表示数为0.3安。
(1)求电阻R1两端的电压U1;
(2)求滑动变阻器R2此时接入电路的阻值;
(3)现将一电压表接在R2两端,两电表选择合适的量程;要求在确保电路中各元件正常工作的前提下,移动滑片P至少能使一个电表示数达到满刻度,且使电路中电流在移动滑片过程中变化量ΔI最大,求ΔI最大。
【答案】6V,40Ω,0.343A
【详解】(1)由欧姆定律可知,电阻R1两端的电压
(2)由串联电路电压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压
则滑动变阻器R2此时接入电路的阻值
(3)[3]当滑动变阻器滑到最大阻值时,电路电流
则滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器两端的电压小于15V,没有达到满刻度。若电压表满偏,则电压表量程为0~3V,电路中最大电流
最小电流
该过程电流的变化量
若电流表达到最大刻度,则电流表的量程为0~0.6A,当滑动变阻器滑到最大阻值时,电流为0.257A,该过程电流的变化量
因为0.343A>0.15A,所以为0.343A。
28.(2024徐汇一模)在如图所示电路中,电源电压为6伏且保持不变。滑动变阻器R2标有“10Ω 2A”的字样。滑动变阻器滑片P在最右端时,闭合开关S,通过电阻R1的电流为0. 4安。
①求此时通过变阻器R2的电流I2;
②移动变阻器滑片P,在电路安全工作的情况下,电路中总电阻R总的取值范围。
【答案】①0. 6A;②2.5~6Ω
【详解】(1)滑动变阻器滑片在最右端时,滑动变阻器的最大阻值接入电路,此时通过变阻器的电流为
(2)滑动变阻器的阻值全部接入电路中时,电路中的总电阻最大为
滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,当通过滑动变阻器的电流最大时,电路中的总电阻最小为
则电路中总电阻的取值范围为2.5~6Ω。
答:(1)滑动变阻器滑片在最右端时通过变阻器的电流为;
(2)电路中总电阻的取值范围为2.5~6Ω。
29.(2024杨浦一模)如图(a)所示是某同学设计的测油量仪表的简易电路图。电源电压为18伏,R1的阻值为5欧,变阻器R2上标有“”字样,下表是研究R2连入电路阻值与油的体积大小规律时测得的数据。闭合开关S,观察到此时电压表示数为2伏。
R2连入电路的阻值(欧)
50
40
30
20
15
10
5
0
油的体积(升)
1.50
2.00
2.50
3.00
3.25
3.50
3.75
4.00
①求此时电路中的电流I。
②求此时R2的阻值。
④该同学往原油箱中注入体积为V1的油,重新闭合开关S后,观察到电压表示数如图(b)所示。继续往油箱中注入体积为V2的油,再闭合开关S,该同学发现在不损坏电路元件的情况下油量已到达最大值。
(a)求注入第二次油后电压表示数。
(b)计算比较两次注入的油体积V1、V2的大小关系。
【答案】①0.4安; ②40欧; ③(a)10伏;(b)V1>V2
【详解】①由图(a)可知,闭合开关,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端的电压,当电压表示数为2V时,根据欧姆定律可得此时电路中的电流
②因串联电路中总电压等于各部分电压之和,则此时滑动变阻器两端的电压
U2=U-U1=18V-2V=16V
串联电路中各处电流相等,由欧姆定律可得此时变阻器R2接入电路的阻值
③(a)由图(a)可知,注入油的体积增大时,浮球会上浮,在杠杆的作用下变阻器的滑片会向下移动,变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流增大,由U=IR可知电压表的示数(R1两端的电压)增大;由题知,注入第二次油后,油量已到达最大值,说明滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时电路中的电流最大,因变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样,所以此时电路中的电流为2A, 此时电压表的示数
Uv=I大R1=2A×5Ω=10V
(b)由前面计算可知电压表示数可达到10V,则图(b)中电压表的量程为0~15V,由图(b)可知往原油箱中注入体积为V1的油时电压表示数为6V, 根据欧姆定律可知此时电路中的电流
此时电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值
由表格数据可知此时油箱中油的体积(第一次注油的体积):V1=3.5L;注入第二次油后,电压表示数为10V时,电路中电流为2A,此时电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值
由表格数据可知此时油的体积小于4L且大于3.75L,则第二次注油的体积
比较可知V1>V2。
30.(2024青浦一模)在图12所示的电路中,电源电压为12伏,R1的阻值为10欧。闭合开关S,电流表的示数为0.4安。
图12
R1
R2
A
V
S
① 求R2的阻值。
② 现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换前后电流表的示数变化了0.2安、电压表的示数变化了2伏。请判断R0替换的电阻并说明理由,同时求出R0的阻值。
【答案】① 30欧;②R0替换R2,阻值为10欧或50欧
【解析】① R == =30欧
R2 = R-R1 =30欧-10欧=20欧
②用R0替换其中一个电阻后,两电阻两端的电压变化量相等,均为2伏,对于未被替换的电阻,
其等于原电阻阻值R
即= R R ===10欧= R1 R0替换的是R2
当电流增大0.2安,则电流为0.6安
R'===20欧
R0 = R'-R1 =20欧-10欧=10欧
同理得R0'=50欧
即R0替换R2,阻值为10欧或50欧
31.(2024嘉定一模)在图(a)所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“2安”字样,所用电流表的表盘如图(b)所示。闭合开关S,电流表示数为2安。求:
①通过电阻R1的电流I1;
②滑动变阻器R2连入电路的阻值;
③移动滑动变阻器滑片P过程中,电流表示数的最大变化量为1.2安,求滑动变阻器的最大阻值R2max。
【答案】(1)1.2A;(2)15Ω;(3)20Ω
【详解】①由电路图知,两个电阻并联在电路中,电流表测干路中的电流,则通过R1的电流
②据并联电路的电流特点知,通过R2的电流
I2=I-I1=2A-1.2A=0.8A
滑动变阻器R2接入电路的阻值
③此时电流表的示数为2A,所以电流表选用大量程,当电流表示数为3A时,电路中的电流最大,此时通过R2的电流最大为
I大=I总大-I1=3A-1.2A=1.8A<2A
变阻器由通过的最大电流到最小电流,电流表示数变化量最大,所以通过滑动变阻器的最小电流
I小=I大-∆I=1.8A-1.2A=0.6A
所以滑动变阻器的最大阻值
答:(1)通过R1的电流I1为1.2A;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值为15Ω;
(3)滑动变阻器的最大阻值R2max为20Ω。
32.(2023宝山二模)在图电路中,定值电阻R1=10Ω。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端A移至中点M的过程中,电压表的示数变化了0.5伏;当滑片P位于M点时,电流表的示数为0.15安。求:
①当滑片P位于M点时,电阻R1两端的电压U1。
②当滑片P位于A点时,电压表示数UV和电流表示数IA。
③电源电压U0和滑动变阻器R2的最大阻值R2max。
【答案】①1.5V,②1.0V,0.1A;③3V,20Ω。
【详解】(1)当滑片P位于M点时,电流表的示数为0.15A,该电路为串联电路,则经过R1的电流为0.15A,
(2)由题意知,滑动变阻器R2的滑片P从最左端A移至中点M的过程中,电压表的示数变化了0.5伏,则滑片P位于A点时,电压表示数为
电流表显示的电路电流为
(3)滑片P位于A点时,根据串联电路电压特点,可得电源电压为
滑片P位于M点时,可得电源电压为
联立两式解得:R2max=20Ω,电源电压U0=3V。
答:(1)当滑片P位于M点时,电阻R1两端的电压U1=3V。
(2)当滑片P位于A点时,电压表示数UV=1V和电流表示数IA=0.1A。
(3)电源电压U0=3V和滑动变阻器R2的最大阻值R2max=20Ω。
33.(2023崇明二模)在图所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样。闭合电键S后,电流表A的示数为1安。
(1)求电阻R1两端的电压U1;
(2)求此时变阻器R2接入电路的阻值;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,请你通过计算判断电路消耗的最大功率能否为最小功率的3.75倍,如不可能请计算说明理由;如可能则算出变阻器的最大阻值R2最大。
【答案】(1)10V;(2)14Ω;(3)见解析
【详解】(1)闭合开关,电阻R1和变阻器R2串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,电阻R1两端的电压U1=IR1=1A×10Ω=10V
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,滑动变阻器两端电压U2=U-U1=24V-10V=14V
根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值
(3)电压表接入电路的量程为0~15V,所以电压表示数最大为15V,根据串联电路电压规律可知此时定值电阻两端的电压最小,根据欧姆定律可知此时特点电路的电流最小,此时定值电阻两端的电压U1′=U-U2′=24V-15V=9V
电路中的最小电流
滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样,串联电路各处电流相等,则通过电路的最大电流为1.5A,电路消耗的最大功率与最小功率之比
答:(1)电阻R1两端的电压为10V;
(2)此时滑动变阻器R2的阻值为14Ω;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,电路消耗的最大功率不能为最小功率的3.75倍。
34.(2023奉贤二模)在图(a)所示,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为20欧。开关S断开时,电流表的示数为0.3安。当开关S闭合时,发现电流表指针偏转了5小格。电流表的表盘及接线柱如图(b)所示。求:
(1)电源电压U;
(2)通过电阻R1的电流I1;
(3)开关S闭合时电路的总电阻R。
【答案】(1)6V;(2)0.1A;(3)15Ω
【详解】(1)开关S断开时,电路为R2的简单电路,电流表的示数为0.3A,则电源电压
U=I2R2=0.3A×20Ω=6V
(2)当开关S闭合时,发现电流表指针偏转了5小格,由图可知,电流表选择小量程,所以此时电流表的示数为0.4A,由图可知,开关闭合后,两电阻并联,根据并联电路电流规律可知,电流表增加的电流等于通过R1的电流,即通过R1的电流
I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A
(3)由题意可知,电阻R1两端的电压是6V,通过电阻R1的电流是0.1A,所以电阻R1的阻值
开关闭合后,两电阻并联,则电路中的总电阻
R总=15Ω
答:(1)电源电压6V;(2)通过R1的电流为0.1A;(3)开关S闭合时电路的总电阻为15Ω。
35.(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。
【答案】①(a)1.2A;(b)144J;②0.15A。
【详解】①若将R1接入M、N间,则电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流。
(a)通过R1的电流为
(b)10秒内电流通过R1所做的功为
②将变阻器R2与电阻R1串联接入M、N间。
当滑动变阻器接入的阻值最小为0时,电路为R1的简单电路,则此时电路中的电流最大,由①(a)可知,此时电路中的电流为Imax=1.2A,即电流表的示数最大为1.2A。
将变阻器R2与电阻R0串联接入M、N间。
当滑动变阻器接入的阻值最小为0时,电路为R0的简单电路,则此时电路中的电流最大为
因为两电路中电流表示数最大值的差值为1安,则
解得R0=60Ω
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时,此时电路的总电阻为
则电路的最小电流为
答:①(a)通过R1的电流为1.2A;(b)10秒内电流通过R1所做的功为144J;
②R2与R0串联后电流表示数的最小值为0.15A。
36.(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。
【答案】①6V;②20Ω
【详解】(1)由图得,电路中只有电阻R1工作,电流表此电路电流,则由欧姆定律得,电源电压
(2)若电阻R1与滑动变阻器并联,则电阻R1的电压不变,电流不变,则变化的最大电流为滑动变阻器的电流,此时滑动变阻器接入电路中电流最小,无法得到滑动变阻器的最大阻值,故应采用串联方式,当滑动变阻器接入电路中电阻最大时,电路中电流最小,所以此时电路电流为
由欧姆定律得,电阻R1电压
滑动变阻器R2的电压
由欧姆定律得,滑动变阻器R2电阻为
答:(1)电源电压U为6V;(2)变阻器R2的最大阻值20Ω。
37.(2023嘉定二模)在图(a)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10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1Α”字样,电流表和电压表表盘如图(b)所示,电压表只有小量程档完好。闭合开关S,电流表示数为0.4安。
①求电阻R1两端的电压U1。
②求10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
③移动变阻器滑片P,在电路安全的前提下,求电路消耗的最大电功率与最小电功率之比P最大:P最小。
【答案】①4伏;②8焦;③2:1
【详解】①如图(a)可知,R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,已知电阻R1的阻值为10欧,电流表示数为0.4安,则R1两端的电压为
U1=I1R1=IR1=0.4安×10欧=4伏
②根据串联电路的电压特点可知,R2两端的电压为U2=U-U1=6伏-4伏=2伏
10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功W2为
W2=U2I2t=U2It=2伏×0.4安×10秒=8焦
③根据题意可知,电压表只有小量程完好,即电压表只有0-3V量程,则R2两端电压不能超过3V,即U2最大=3V,根据串联电路电压规律以及U不变知,此时U1最小,又根据I=U/R及R1不变知,此时电流最小,即有
当R2的阻值为0时,此时电路总电阻最小,又根据I=U/R可知,此时电流最大,则有
此时没有超过电流表的最大量程和,故电路中的最大电流为0.6A,根据P=UI及电源电压不变,可得P最大:P最小=UI最大:UI最小=I最大:I最小=0.6安:0.3安=2:1
答:①电阻R1两端的电压4伏;
②10秒内电流通过滑动变阻器R2所做的功8焦;
③电路消耗的最大电功率与最小电功率之比2:1。
38.(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。
【答案】(1)5V;(2)5Ω;(3)见详解
【详解】(1)电阻R1两端的电压U1=IR1=1A×5Ω=5V
(2)此时变阻器两端的电压UP=U-U1=10V-5V=5V
则变阻器R2接入电路的电阻
(3)第一种情况:若R0的阻值为10Ω,且电压表并联在R0上,由电压表示数可知,若读大量程,示数为10V,则电路中的电流为
图中电流表示数无论大量程还是小量程都不是1A,不符合题意;若电压表读小量程,则为2V,此时电路中的电流
由电流表示数可知不符合题意,故电压表不在R0两端并联;电压表并联在R2两端,则因为电源电压为10V,故电压表示数不可能为10V,只能读2V,此时R0两端电压则为8V,电路中的电流
由电流表示数可知不符合题意;若电压表并联在电源两端,则示数为10V,此时电路中的电流为0.4A,则电路中的总电阻
其中R0为10Ω,而滑动变阻器的最大阻值为10Ω,电路中的总电阻最大为20Ω,故不符合题意,由以上分析可知R0不可能是10Ω。
第二种情况:若R0为15Ω,且电压表并联在R0上,由电压表示数可知,若读大量程,示数为10V,则电路中的电流为
图中电流表示数无论大量程还是小量程都不是0.67A,不符合题意;若电压表读小量程,则为2V,此时电路中的电流
由电流表示数可知不符合题意,故电压表不在R0两端并联;若电压表并联在R2两端,则因为电源电压为10V,故电压表示数不可能为10V,只能读2V,此时R0两端电压则为8V,促使电路中的电流
由电流表示数可知不符合题意;若电压表并联在电源两端,则示数为10V,此时电路中的电流为0.4A,则电路中的总电阻
其中R0为15Ω,滑动变阻器的最大阻值为10Ω,电路中的总电阻最大为25Ω,符合题意,故由以上分析可知R0可以为15Ω,电压表并联在电源两端。
第三种情况:若R0为20Ω,且电压表并联在R0上,由电压表示数可知,若读大量程,示数为10V,则电路中的电流为
图中电流表示数无论大量程还是小量程都不是0.5A,不符合题意;若电压表读小量程,则为2V,此时电路中的电流
由电流表示数可知不符合题意,故电压表不在R0两端并联;若电压表并联在R2两端,则因为电源电压为10V,故电压表示数不可能为10V,只能读2V,此时R0两端电压则为8V,此时电路中的电流
由电流表示数可知,符合题意;若电压表并联在电源两端,则示数为10V,此时电路中的电流为0.4A,则电路中的总电阻
其中R0为20Ω,滑动变阻器接入5Ω,则符合题意,故由以上分析可知R0可以为20Ω,电压表并联在滑动变阻器两端或电源两端,接入电阻为5Ω。
综上所述,电阻R0为15Ω时,电压表并联在电源两端,选择大量程,滑动变阻器全部接入电路;电阻R0为20Ω时,电压表并联在滑动变阻器上,选择小量程;或并联在电源两端,选择大量程,都可以使电路正常工作。
39. (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。
【答案】(1)0.6A;(2)(a)R2接在B、C两点之间,阻值为10Ω,开关S断开;(b)8V
【详解】(1)滑动变阻器移至最右端时,接入电路的阻值最大,为20Ω,此时电流表示数为
(2)(a)若将R2并联在A、B两点之间,则R1与R2并联,电流表测干路电流。通过R1的最小电流为
而电流表示数的最小值为0.4安,因此R1与R2不能并联,只能串联。因此只能将R2连接在B、C两点之间,断开S,使R1与R2串联。当电流表示数为0.4A时,电路中电阻为
故
(b)开关断开时,R1与R2串联,当电流最小时,R2两端电压最小, 为
根据串联电路电压特点可知,R1两端电压此时最大,为
答:(1)电流表示数为0.6A;
(2)(a)R2接在B、C两点之间,阻值为10Ω,开关S断开;(b)R1两端电压最大值为8V。
40.(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(b)
图8(a)
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。
【答案】(1)12伏;(2)10欧。
【解析】(1)U=U1=I1R1=0.8安×15欧=12伏
(2)通过变阻器R2电流的最大值为1.8安,小于2安,说明电路中总电流的最大值为3安。
I0=I-I2=3安-1.8安=1.2安
R0=U0/I0=U/I0=12伏/1.2安=10欧
41. (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。
【答案】(1)0.6A;(2)36J;(3)不能,见解析
【详解】(1)由图可知,电阻R1和变阻器R2并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压,由并联电路电压的规律可知R1两端的电压U1=U=6V
欧姆定律得到通过R1的电流
(2)通电10秒,电流通过电阻R1所做的功
W1=U1I1t=6V×0.6A×10s=36J
(3)允许通过滑动变阻器R2的最大电流是2A,通过R1的电流是0.6A不变,由并联电路的特点可知,干路电流最大值为I最大=I1+I2=0.6A+2A=2.6A
所以通过移动滑动变阻器的滑片不能使电流表A的示数达到3A。
答:(1)通过R1的电流是0.6A;(2)通电10秒,求电流通过电阻R1所做的功是36J;(3)不能,见解析。
42.(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。
【答案】①4V,1.6W;②20~50Ω
【详解】①将阻值为10欧的定值电阻R1接入M、N接线柱时,是一个只有R1与电流表串联的简单电路,电源两端电压
R1消耗的功率为
②R2与R1并联,电流表接入大量程,电流表允许通过的最大电流为0-3A,因变阻器允许通过最大电流为1A, 则电源电压最大值为
此时,滑动变阻器接入电路的阻值为
R2与R1串联且变阻器阻值全部接入电路时,电路中的电流最小,
此时
R2的阻值变化范围为20Ω~50Ω
答:①将阻值为10欧的定值电阻R1接入M、N接线柱时,电源两端电压为4V,R1消耗的功率为1.6W;
②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为20V,R2的阻值变化范围20~50Ω。
43.(2023青浦二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,电阻R1的阻值为15Ω。闭合开关S后,电流表示数如图(b)所示。
(1)求通过R1的电流I1;
(2)求电阻R1的电功率P1;
(3)电阻R2的阻值R2。
【答案】(1)0.4A;(2)2.4W;(3)10Ω
【详解】(1)由(a)图可知,当开关S闭合时,R1和R2并联接入电路,电流表测干路电流。流过R1的电流
(2)电阻R1的电功率
(3)由(b)图可知,如果电流表选择0~0.6A量程接入电流,电流表的分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.2A。而并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,流过R1的电流为0.4A,所以电流表示数一定大于0.4A,由此判断电流表所选量程应该为0~3A量程,此时电流表的分度值为0.1A,电流表的示数为1A,则流过R2的电流
电阻R2的阻值
(1)求通过R1的电流I1为0.4A;
(2)求电阻R1的电功率P1为2.4W;
(3)电阻R2的阻值R2为10Ω。
44.(2023松江二模)在图所示的电路中,电源电压为20伏保持不变,电阻R1阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50欧 1安”字样。闭合开关S,通过电阻R1的电流为0.8安。
(1)求R1两端的电压U1;
(2)求10秒内电流通过电阻R2所做的功W2;
(3)若将一个电压表并联在电阻R1或滑动变阻器R2两端,电压表的表盘如图所示。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现电路中最小电流为0.5安,请通过计算说明电压表并联的位置。
【答案】(1)8V;(2)96J;(3)见详解
【详解】(1)电阻R1阻值为10欧,通过电阻R1的电流为0.8安,则R1两端的电压
(2)电源电压为20伏,由串联电路电压规律可得,R2两端的电压
由串联电路中处处电流相等,可得10秒内电流通过电阻R2所做的功
(3)电路中最小电流为0.5安,则电路中总电阻
则滑动变阻器的阻值
则R1与R滑两端电压分别为
则滑动变阻器两端最大电压为15V,R1两端最小电压为5V,由于电压表的量程有“0~3V”和“0~15V”,则电压表可以选“0~15V”量程并联在R1两端,或电压表选“0~15V”量程并联在R滑两端。
答:(1)求R1两端的电压为8V;
(2)求10秒内电流通过电阻R2所做的功为96J;
(3)电压表可以选“0~15V”量程并联在R1两端,或电压表选“0~15V”量程并联在R滑两端。
45.(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。
【答案】(1)6V;(2)见解析
【详解】(1)只有小灯泡接入电路中,电源电压等于小灯泡两端的电压
(2)若L1、L2串联,则I=I1=I2
P1=U1I1=I1 R1·I1=I 2 R1
P2=U2I2=I2 R2·I1=I 2 R2
因为R2大于R1,所以P2大于P1,小灯L2较亮,不符合题意(舍)
若L1、L2并联,则U=U 1=U 2
因为R2大于R1,所以P1大于P2,小灯L1较亮,符合题意,因此小灯L2是并联接入电路
答:(1)电源电压为6V;
(2)L1、L2并联接入电路时,P1大于P2,小灯L1较亮,符合题意。
46.(2023杨浦二模)在图所示的电路中,电源电压为6伏不变,滑动变阻器R1标有“2A”字样,点F是变阻器的中点。闭合开关S,电流表示数为1.5安。
序号
1
2
电流表示数(A)
0.6
1.3
电路的电功率(瓦)
10.8
15.0
①求此时变阻器R1的阻值_______;
②断开开关S,将定值电阻R2并联连入电路某两点之间。闭合开关S,移动变阻器R1的滑片P,当滑片P在最大处与E点处时,记录电流表示数与电路的电功率数据如下表。
根据相关信息及表中数据,回答以下问题:
a.计算定值电阻R2的阻值。
b.请判断变阻器上点E在点F的______侧(选填“左”或“右”)。(写出计算过程)
c.计算电路的电功率最大值与最小值的之比P大∶P小。
【答案】 4Ω;5Ω;左;16∶9。
【详解】(1)由电路图可知,电路是只有R1的简单电路,则此时变阻器R1的阻值
(2)将定值电阻R2并联连入电路某两点之间,闭合开关S,由表格中电路的电功率可得两种情况下电路中的电流分别为
两次实验中电路中的电流均大于电流表的示数,且电流表的示数发生变化,则电流表只测R1通过的电流,电阻R2与R1并联,电路图如下:
电阻R2通过的电流
R2的阻值
当变阻器的滑片位于E点处时接入电路中的阻值
由第一次实验数据可得滑动变阻器的最大阻值为
F点处滑动变阻器接入电路中的阻值
比较滑动变阻器的滑片在E点和F点的电阻可得,变阻器上E点在F点的左侧。
由电路图可知,移动滑片P,由于并联电路各支路互不影响,所以通过R2的电流不变,滑动变阻器通过的电流最大为2A,最小电流为0.6A,电路的电功率最大值与最小值的之比
P大:P小=UI大:UI小=I大:I小=(1.2A+2A):(1.2A+0.6A)=16:9
47.(2023长宁二模)在图所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器R2,上标有“50Ω 1A”字样,闭合开关S,电流表A的示数为1.2A。
(1)求定值电阻R1的阻值;
(2)通电10秒钟,求电流通过R1所做的功W1;
(3)若将电流表A改接到电路的其它位置时电路仍正常工作,发现电流表A的示数变化了0.8A,则判断电流表A可能接入的位置并求出对应变阻器R2的阻值。
【答案】(1)10Ω ;(2)144J ;(3)干路,15Ω,滑动变阻器支路,30Ω
【详解】(1)由题意可得,电阻R1与滑动变阻器并联,由并联电路电压规律及欧姆定律可得
(2)由W=UIt可得,通电10秒钟,求电流通过R1所做的功为
W1=U1I1t=12V×1.2A×10s=144J
(3)若电流表变换到干路上,则此时电流表A的示数增大0.8A,即滑动变阻器支路电流I2=0.8A,由题意及欧姆定律可得
若电流表变换到滑动变阻器支路上,若增大0.8A,电流值为2A,超过滑动变阻器允许通过的最大电流值,则此时电流表A的示数减小0.8A,即滑动变阻器支路电流为
I3=1.2A-0.8A=0.4A
由题意及欧姆定律可得
答:(1)定值电阻为10Ω;
(2)电流所做的功为144J;
(3)电流表接干路时,滑动变阻器阻值为15Ω;电流表接滑动变阻器支路时,滑动变阻器阻值为30Ω。
48.(2023宝山一模)在图9(a)电路中,电源电压6伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.8A”字样。闭合开关S,电路正常工作。
(1)求电流表A1的示数I1。
(2)若在电路中再串联一只电流表A,其示数如图9(b)所示,求此时滑动变阻器连入电路的阻值R2。
【答案】(1)0.3A;(2)①15Ω; ②3.53Ω
【解析】(1)电流表A1的示数
(2)①电流表的示数为0.4A
ⅰ)串联在支路上
ⅱ)串联在干路上
②电流表的示数为2A
ⅰ)串联在支路上 (舍去)
ⅱ)串联在干路上
49.(2023崇明一模)在图7所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样.闭合电键S后,电流表A的示数为1安。试求:
(1)求电阻R1两端的电压U1;
(2)求此时滑动变阻器R2的阻值;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,请你通过计算求出电流表示数的最大变化量△I最大。
【答案】(1)10伏;(2)14欧;(3)0.6 安
【解析】(1)U1=IR1 =1安×10欧=10伏
说明:公式、代入和结果各1分,共3分。
(2)R2=U2/I=(24伏-10伏)/1安=14欧
说明:公式、代入和结果各1分,共3分。
(3)因为电路正常工作过程中
I最大=1.5安,I最小=0.9安
△I最大= I最大- I最小=0.6 安
说明:以上三式各1分,共3分。
50.(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。
【答案】①1安;② 24欧;③9.6欧
【解析】
① I1=U/ R1=12伏/12欧=1安
② I2=I-I1=1.5安-1安=0.5安
R2=U/ I2=12伏/0.5安=24欧
③ 根据:I=5I2 I=1安+ I2
则I=1.25安,I2=0.25安
R=U/ I=12伏/1.25安=9.6欧
51.(2023虹口一模) 在图9所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。仅闭合开关S,电流表A和A1的示数分别为0.7安、0.3安。
图9
R2
S
R1
P
A1
A
①求电源电压U;
②求此时变阻器R2连入电路的阻值;
③移动变阻器滑片P可以使电流表A示数变化,求电流表A示数的最大变化量ΔImax。
【答案】①1安;② 24欧;③9.6欧
【解析】①U=U1=I1R1=0.3安×20欧=6伏
②I2=I-I1=0.7安-0.3安=0.4安
R2=U2/I2=U/I2=6伏/0.4安=15欧
③当I2max=1安时,Imax=I1+I2max=0.3安+1安=1.3安
当R2max=20欧时,I2min=U/R2=6伏/20欧=0.3安
Imin=I1+I2min=0.3安+0.3安=0.6安
ΔImax=Imax-Imin=1.3安-0.6安=0.7安
52.(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。
【答案】①9伏;② 30欧.
【解析】①U=IR1=0.9安×10欧=9伏
②若电流表示数减小0.3安,则电阻R2与R1串联,
I′=0.9安-0.3安=0.6安
R总=U/I′=9伏/0.6安=15欧
R2=R总-R1=15欧-10欧=5欧
若电流表示数增大0.3安,则电阻R2与R1并联,
I2=ΔI=0.3安
R2=U/I2=9伏/0.3安=30欧
53.(2023嘉定一模)在图11(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 2Α”字样。闭合开关S后,移动滑片P至变阻器R2的中点(即R2接入电路的阻值为5欧),电压表示数如图11(b)所示。
(b)
(a)
图11
R1
S
P
R2
V
① 求通过滑动变阻器R2的电流I2和电源电压U。
② 若用一个新的电源替换原来的电源,在保证电路安全的情况下,求电源电压的最大值U最大。
【答案】①9伏;② 30欧.
【解析】①I2=U2/R2=4伏/5欧=0.8安; 2分
因为R1和R2串联,所以I1=I2=0.8安 1分
U1=I1R1=0.8安×5欧=4伏 1分
U=U1+U2=4伏+4伏=8伏 1分
②∵电压表安全,∴U2最大=15伏 1分
∵变阻器标有“2A”,∴电路允许通过的最大电流为2A,
∴U1最大=I1最大R1=2安×5欧=10伏
U最大=U1最大+U2最大=10伏+15伏=25伏 2分
54.(2023金山一模)在如图12所示的电路中,滑动变阻器R2上标有“50欧”字样,闭合开关S。
① 若电源电压为10伏,电压表示数为8伏,电阻R2的阻值为20欧,求:电流表的示数和电阻R1的阻值。
② 若电源电压和电阻R1的阻值均未知,在电路安全的前提下,R2允许接入电路的范围是10欧~30欧,电压表示数的最大变化量为5伏。求:电源电压U。
R1
R2
S
V
图12
A
【答案】①9伏;② 30欧.
【解析】①I2=U2/R2=8伏/20欧=0.4安 U1=U-U2=10伏-8伏=2伏
R1=U1/I1=2伏/0.4安=5欧
②因为变阻器的阻值无法达到铭牌最大值,所以当R2=30欧时, U2max=15伏
又∵ΔU2=5伏,U2max-U2min=5伏
所以U2min=10伏
根据U1:U2=R1:R2
(U-10伏):10伏=R1:10欧
(U-15伏):15伏=R1:30欧
所以U=20伏
55.(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。
【答案】①1.5安;② 5欧.
【解析】①I1=U1/R1=U/R1=15伏/10欧=1.5安
②若R1和R2串联,电流表示数减小,电流I=1.5安-0.5安=1安。
R=U/I=15伏/1安=15欧
R2=R-R1=15欧-10欧=5欧
若R1和R2并联,电流表示数增大,电流I=1.5安+0.5安=2安。
I2=I-I1=2安-1.5安=0.5安
R2=U2/I2=U/I2=15伏/0.5安=30欧
30欧已超过滑动变阻器的最大阻值20欧,所以不可行。
56.(2023普陀一模)在图10(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10(b)所示。
(a) (b)
S
A
R1
图10
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。
【答案】①18伏;② 见解析.
【解析】
U=IR1=1.8安×10欧=18伏
② 若电阻R2与R1串联,
I最大=1.8安 I最小===0.6安 ΔI=1.2安
若电阻R2与R1并联,
I最大=3安 I最小=I1+=1.8安+=2.7安 ΔI=0.3安
所以,电阻R2与R1串联时,电流表示数变化范围最大,为1.2安。
57.(2023青浦一模)如图9所示电路中,电源电压保持不变,R2的阻值为15欧。闭合开关S时,电压表的示数为9伏。
图9
R1
R2
A
V
S
① 求通过R2的电流I2。
② 用电阻R0替换电阻R2后,闭合开关S,发现电压表示数为6伏,电流表示数与未替换前比增大了0.1安。求R1的阻值。
【答案】①0.9安;② 30欧.
【解析】①I2 = = =0.9安
②U2=9伏-6伏=3伏
R1 = =
R1 = = =30欧
58.(2023松江一模)如图10(a)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5欧,滑动变阻器上标有“2A”字样。闭合开关S后,电压表的示数为8伏,电压表盘如图10(b)所示。求:
① 通过电阻R1的电流I1。
② 滑动变阻器接入电路的阻值R2。
③ 移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全工作的情况下,电压表示数最小值与最大值之比为3:10。求滑动变阻器R2的最大阻值。
R1
P
R2
图10
S
V
(a) (b)
【答案】①1.6安;② 6.25欧;③25欧.
【解析】①I1=U1/R1=8伏/5欧=1.6安
②U2=U-U1=18伏-8伏=10伏
R2= U2/I2= U2/I1=10伏/1.6安=6.25欧
③若R2=0欧,I=U/R1=18伏/5欧=3.6安>2安,
若I=2安,U1= IR1=2安×5欧=10伏<15伏
所以I大=2安,U1大=10伏
U1小=0.3 U1大=0.3×10伏=3伏
I小= U1小/ R1=3伏/5欧=0.6安
R2= U/I小-R1= 18伏/0.6安-5欧=25欧
59.(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。
【答案】①1.2安;②1.2安, R1与R2并联.
【解析】① I1= U 1/ R1=12伏/10欧=1.2安
②若R1与R2串联 I串大= I=1.2安
I串小= U/(R1+R2大 )= 12伏/(10欧+20欧 )=0.4安
电流表示数最大变化量
∆ I串大=I串大-I串小=1.2安-0.4安=0.8安
若R1与R2并联
I并大=I+I2大=1.2安+2安=3.2安>3安
所以I并大=3安
I并小= I+I2小=I+I2小=I+U/R2大 =1.2安+12伏/20欧=1.2安+ 0.6安=1.8安
电流表示数最大变化量∆ I并大=I并大-I并小=3安-1.8安=1.2安
∆ I串大<∆ I并大 所以R1与R2并联。
60.(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。
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。
图15
S
R1
R2
P
(a) (b) (c)
【答案】①4伏;② 16焦;③18伏,0~100欧.
【解析】(1)
(2)通电10s电流通过R1所做的功为
(3)电压表示数存在最大值,不可能并联在电源两端。
若电压表并联在R1两端。R2最小时,电流表与电压表的示数均是最大值。
不符合题意。所以电压表并联在R2两端。
当R2最小时,I大=0.9安,电压表示数U2最小。
因为I大=0.9安<1安,所以R2小=0欧。
当R2最大时,I最小,电压表示数U2大=15伏。由于R2、R3串联
R2大=100欧
所以电源电压U为18伏,变阻器阻值范围为0~100欧。
61.(2023长宁一模)在图10所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器上标有“1安”字样。闭合电键 S,电压表示数为5伏。
R1
V
R2
S
①求通过电阻R1的电流I1;
②求此时滑动变阻器R2 连入电路中的电阻值;
③移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大值为6,求电压表最大示数和最小示数的差值ΔU1。
【答案】(1)0.5A;(2)26Ω;(3)7V
【详解】(1)通过电阻R1的电流
(2)此时R2两端电压为
此时滑动变阻器R2连入电路中的电阻值为
(3)电源电压和电压表示数的比值最大为6,此时电压表示数为最小值,则有
解得Umin=3V
滑动变阻器R2上标有“1A”字样,表示变阻器允许通过的最大电流为1A,即电路的最大电流为1A,此时电压表示数有最大值
电压表最大示数和最小示数的差值
ΔU1=U1'-Umin=10V-3V=7V
1
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62.(2022宝山区二模)在图8所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为60欧,开关S打开时,电流表A示数为0.2安;开关S闭合时,电流表A示数为0.6安。
图8
A
R1
S
R2
①求电源电压U。
②求电阻R2的阻值。
③请你在阻值分别为20欧、90欧、120欧的三个电阻中,挑选一个作为电阻R3,替换图7电路中的一个电阻(或将它接在图8电路中),使得电路的总功率P′总是原来的一半,要求:画出你所设计的电路图,并计算出该功率的大小P′总。
【答案】(1)12伏;(2)30欧;(3)3.6瓦。
【解析】①由图8可知:开关S打开时,只有电阻R1连入电路,电流表测通过R1的电流值。
所以电源电压U= U1= I1×R1=0.2安×60欧=12伏
②开关S打开时,电阻R1和R2并联,电流表测量总电流I总。
因此,I2= I总-I1=0.6安-0.2安=0.4安 U2= U1= U=12伏
所以,R2= = = 30欧
③图8电路的总电阻为:R总 == = 20欧
图8电路的总功率为:P总=UI总= = = 7.2瓦
用阻值为120欧的电阻R3替换图8中的电阻R2,
则新电路的总电阻为:
R总 == = 40欧
则新电路的总功率为:
P′总=UI′总== = 3.6瓦
(注意:其它方法及答案正确,也同样赋分。)
63.(2022崇明区二模)在图 8 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.
【答案】(1)10欧;(2)4焦;(3)40欧。
【解析】(1)R1=U1/I=2伏/0.2安=10欧 说明:公式、代入、结果各1分,共3分。
(2)W1=U1It=2伏×0.2安×10秒=4焦 说明:公式、代入、结果各1分,共3分。
(3)有可能的。
U1/(U1+U2)=1/5 U1/U2=1/4
U1/U2= R1/ R2 R2=40欧
说明:结论、R2结果正确各得1分,共2分。
64.(2022奉贤区二模)如图9(a)所示,电源电压为16伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“30Ω 2Α”字样,所用电压表的表盘如图9(b)所示。闭合开关S后,电路中的电流为0.4安。求:
①电压表V1的示数U1。
②通电10秒,电流通过电阻R1所做的功W1。
③在各电路元件均安全工作的条件下,移动变阻器的滑片,使电路中通过的电流的变化量为最大时R1消耗的实际电功率的最大变化量ΔP1最大。
【答案】(1)4伏;(2)16焦;(3)20.9瓦。
【解析】① U1=I1 R1=0.4安×10欧=4 伏
②W1=U1I1t1=4伏×0.4安×10秒=16焦
③I最大=I1最大=U1最大/ R1=15伏/10欧=1.5安
R最大=R1+R2最大=10欧+30欧=40欧
I最小=U /R最大=16伏/40欧=0.4安
P1最大=I最大2R1=(1.5安)2×10欧=22.5瓦
P1最小=I最小2R1=(0.4安)2×10欧=1.6瓦
ΔP1最大=P1最大−P1最小=22.5瓦−1.6瓦=20.9瓦
65.(2022虹口区二模)在图9所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“1安”字样。闭合开关S,电压表示数为6伏。
① 求通过电阻R1的电流I1和变阻器连入电路的阻值R2。
② 移动变阻器滑片P过程中,电压表最大示数和最小示数的差值为6伏,求电流表最小示数Imin。
图9
R1
R2
S
P
V
A
【答案】①0.6安;②0.4安。
【解析】① I1=U1/R1=6伏/10安=0.6安
R2=U2/I2=(U-U1)/I2=(12伏-6伏)/0.6安=10欧
② U1max=I1maxR1=1安×10欧=10伏
U1min=10伏-6伏=4伏
Imin=U1min/R1=4伏/10欧=0.4安
66.(2022黄浦区二模)在图12(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。
①若电源电压为9伏,电阻R1的阻值为10欧,求通过电阻R1的电流I1及10秒内电流通过R1所做的功W1。
②若电源电压和电阻R1的阻值未知,现将一个表盘如图12(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。
Ⅰ 请指出电流表接入的位置,并说明理由。
Ⅱ 求电源电压U。
图12
(a) (b)
R1
S
R2
P
【答案】①0.9安,81焦;② Ⅰ见下,Ⅱ 15伏。
【解析】①I1=U1/R1=U/R1=9伏/10欧=0.9安
W1=U1I1t=9伏×0.9安×10秒=81焦
②Ⅰ. 电流表串联在干路上。因为 2.6安>2安,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
Ⅱ. I1=I大- I2 大=2.6安- 2安=0.6安
I2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
67.(2022嘉定区二模)在图8所示的电路中,电源电压为12伏且不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关S,电压表示数为5伏。求:
① 通过电阻R1的电流I1。
② 通电10秒,电流通过电阻R2所做的功W2。
③ 移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,求电路消耗的最大电功率P最大。
图 8
【答案】①0.5安,②35焦;③ 12瓦。
【解析】① I1=U1/R1=5伏/10欧=0.5安
②U2=U-U1=12伏-5伏=7伏
W2=U2I2t=U2I1t=7伏×0.5安×10秒=35焦
③若滑片P移至最左端
I最大=U/R最小=12伏/10欧=1.2安>1安
∴I最大=1安
P最大=UI最大=12伏×1安=12瓦
68.(2022金山区二模)如图13所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变。另有阻值为10欧的定值电阻R1和滑动变阻器R2。闭合开关S:
图13
S
A
M
N
① 若电路的M、N间仅连入R1,求
(a)通过R1的电流I1;
(b)10秒内电流通过R1所做的功W1;
② 若将电阻R1与滑动变阻器R2并联后连入MN间,电流表的示数为I并;若将电阻R1与滑动变阻器R2串联后连入MN间,电流表的示数为I串。在电路安全的情况下,I并与I串的最小差值为0.3安,I并与I串的最大差值为1.4安。求R2的最大阻值和允许通过R2的最大电流。
【答案】①0.6安;②36焦;③ 1安。
【解析】
① I1=U 1/ R1=6伏/10欧=0.6安
②W1=U 1I1t=6伏×0.6安×10秒=36焦
③I并最小-I串最大=0.3安
(6伏/10欧+6伏/R2最大)-6伏/10欧=0.3安
∴R2最大=20欧
I并最大-I串最小=1.4安
(6伏/10欧+I2最大)-6伏/(10欧+20欧)=1.4安
∴I2最大=1安
69.(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,
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。
P
A
S
R1
A1
R2
图6
(a) (b)
【答案】①0.3安;②0.9瓦;③ 1安。
【解析】
①I1=U 1/ R1=3伏/10欧=0.3安
②p1=U 1I1=3伏×0.3安=0.9瓦
③I=5I1=1.5安 I2=I-I1=1.5安-0.3安=1.2安
R2=U2/I2=3伏/1.2安=2.5欧
70.(2022闵行区二模)如图14(a)所示电路,R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“1安”字样。
R1
S
R2
P
A
图14(a) 图14(b)
①闭合开关S后,电流表的示数为0.5安,求R1两端电压。
②再用定值电阻R0替换R1,且在电路中并联一个电压表,当滑动变阻器滑片位于中点时,电流表的示数为0.7安,电压表的示数为3.5伏。继续移动滑片P到达阻值最大一端,电压表示数如图14(b)所示。求变阻器的最大阻值R2max。
某同学的解答过程如下:
若电压表并联在.R2两端,当滑片位于中点时R2=U2/I2=3.5伏/0.7安=5欧
则R2max=2×5欧=10欧
当滑片P移动到阻值最大一端的过程中,电压表示数将变大,则U2´=10伏
所以I2´=U2´/R2max=10伏/10欧=1安
此时I2´在变阻器允许通过的电流范围内,所以电压表并联在.R2两端,R2max=10欧。
请指出上述解答过程中的错误之处及理由,并计算变阻器的最大阻值R2max。
【答案】①5伏;②30欧。
【解析】① I1=I=0.5安 U1=I1R1=0.5安×10欧=5伏
② 根据I=U/(R0+R2),总电压U、R0不变,R2变大,则I变小,电流不可能由0.7安变大为1安。所以电压表接入的位置判断错误,不可能并联接在R2两端。
若电压表并联接在电源两端,则电压表示数不变,所以此接法不可能。
综上,电压表并联接在R0两端。
R0=U0/I0=3.5伏/(0.7安)=5欧
当滑片P在中点时,
U=U0+U2=U0+I2R2=3.5伏+0.7安×0.5·R2max ①
当滑片P在阻值最大处时,电压表示数在3.5伏基础上变小
则U0´=2伏,I2´=I0´=U0´/R0=2伏/(5欧)=0.4安
U=U0´+U2´=U0´+I2´R2´=2伏+0.4安·R2max ②
解① ②可得R2max=30欧
71.(2022浦东新区二模)如图(a)所示,电源电压为16V且保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“30Ω 2A”字样,所用电压表的表盘如图(b)所示。闭合开关S后,电路中的电流为0.4A。求:
①电压表V1的示数U1。
②通电10s,电流通过电阻R1所做的功W1。
③在各电路元件均安全工作的条件下,移动变阻器的滑片,使电路中通过的电流的变化量为最大时,R1消耗的实际电功率的最大变化量ΔP1最大。
【答案】①4伏;②16焦;③20.9瓦。
【解析】
① U1=I1 R1 =0.4安×10欧=4伏
②W1=U1I1t1=4伏×0.4安×10秒=16焦
③I最大=I1最大=U1最大/ R1=15伏/10 欧=1.5安
R最大=R1+R2最大=10欧+30 欧=40欧
I最小=U/R最大=16伏/40欧=0.4安
P1最大=I最大2R1=(1.5安)2×10欧=22.5瓦
P1最小=I最小2R1=(0.4安)2×10欧=1.6瓦
ΔP1最大=P1最大−P1 最小=22.5瓦−1.6瓦=20.9瓦
72. (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。
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。
【答案】①0.3安;②4欧;③13.8瓦。
【解析】① U=U1=U2 I1=U1/R1=6伏/20欧=0.3安
② 电流表示数为0.3安时,R2=U2/I2=6伏/0.3安=20欧
电流表示数为1.5安时,R2=U2/I2=6伏/1.5安=4欧
③ P最大=UI最大 =6伏×(0.3安+2安)=13.8 瓦
73.(2022青浦区二模)在图9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,滑动变阻器标有“20欧 2安”字样。闭合开关S,电流表的示数为1安。电压表、电流表的表盘如图10(a)(b)所示。
图9
R1
R2
S
P
A
V
图10
(a) (b)
① 求电压表的示数U1。
② 求滑动变阻器连入电路的阻值R2。
③ 移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数变化量最大,求最大变化量I最大。
【答案】①10伏;②8欧;③0.9安。
【解析】① U1=I1R1=1安×10欧=10伏
② U2=U -U 1=18伏-10伏=8伏
R2===8欧
③ 当R1两端的电压达到最大电压15伏时,电路中电流最大
I'最大=I1最大===1.5安 不损坏变阻器和电流表
当变阻器接入电路电阻最大时,电路中的电流最小
I'最小===0.6安
∆I=I'最大-I'最小=1.5安-0.6安=0.9安
74.(2022松江区二模)在图9(a)所示电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器R2上标有“2A”字样(最大阻值模糊不清)。闭合开关S1,电流表A1的示数如图9(b)所示。
① 求电阻R1的阻值。
② 求通电10秒钟,电流通过R1所做的功W1。
③ 现移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表A2示数的最大变化量为1.4安。
(a)求滑动变阻器的最大阻值R2最大。
(b)若将滑动变阻器R2与另一个电阻R0串联接入电源电压相同的电路中,如图10所示。闭合开关S2,发现滑片P不能移到滑动变阻器的某一端,此时电流表A示数的最大变化量为1.5安,求电阻R0的阻值。
【答案】①12欧;②120焦;③4欧。
【解析】①R1=U1/I1=12伏/1安=12欧
②W1=U1I1t=12伏×1安×10秒=120焦
③(a) I2小=I2大-ΔI2大=2安-1.4安=0.6安
R2最大=U2 /I2小=12伏/0.6安=20欧
(b)由图10可知:滑片P不能移到滑动变阻器电阻最小一端
I小=I大-ΔI大=2安-1.5安=0.5安
R大=U/I小=12伏/0.5安=24欧
R0=R大-R2最大=24欧-20欧=4欧
75.(2022徐汇区二模)小徐同学对如图 14(a)所示的电子体温计工作原理很好奇。通过查找资料了解到,电子体温计主要是利用了热敏电阻的电阻值随温度变化显著、反应快这些特性,实现温度的测量。她准备用电源、热敏电阻RT、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和导线等自制电子体温计,其中电源电压为6伏保持不变。下表为选用的热敏电阻RT阻值随温度t变化的数据。
① 分析比较上表中的数据 RT、t的变化情况,可得的初步结论是: (1)
② 小徐猜想电子体温计内部电路图如图 14(b)所示,当热敏电阻所处区域的温度升高,电路中的电流将 (2) (选填“变大”或“变小”),若将图 14(c)所示电流表的表盘上电流刻度线上标注相对应的温度,则温度的刻度值从左至右 (3) (选填“升高”或“降低”)。
③ 小徐按照猜想连接电路进行验证,发现热敏电阻所处区域的温度从37℃升高到42℃过程中,电路中的电流变化范围为 (4) 安,即使电流表接0~0.6安量程,电流表的指针也几乎不偏转,所以该方案不可行。
④ 他改进了上述方案,重新设计电路如图 14(d)所示。若热敏电阻所处区域的温度为37℃时,电压表示数如图 14(e)所示,求定值电阻R0的阻值。 (5)
热敏电阻
RT
V
R0
S
(d)
图 14
(e)
【答案】(1)随着温度升高,热敏电阻RT的阻值在变小;(2)变大;(3)升高;(4)0.01安~0.015安;(5)R0=200欧
【解析】(1)随着温度升高,热敏电阻RT的阻值在变小
(2)变大 (3)升高
(4)0.01安~0.015安
(5)U=URT+ U0= I RT+I R0
R0=200欧
76.(2022徐汇区二模)图 12(a)(b)所示是家用电热煮茶壶的铭牌及电路原理图。通过开关 S 的闭合或断开实现“加热”和“保温”两种状态的转换,电阻R1和R2为保护电阻或加热电阻。
产品名称:电热煮茶壶 产品型号:****
额定电压:220V~ 额定容量:1.2L 额定功率:880W / 44W
(a)
图 12
S
220V
R1
R2
(b)
① 该电热煮茶壶在“加热”状态下正常工作,将1千克的水温度从20℃升高到40℃,求水吸收的热量Q吸。 [c水=4.2×103焦/(千克·℃)]
② 由铭牌可知,电热煮茶壶“加热”状态下正常工作时的额定功率为880瓦,求“加热” 状态时电路中的电流I。
③ 小汇和小佳讨论保护电阻是电阻R1 还是电阻R2时,有了两种不同的观点,小汇认为保护电阻为电阻R1,小佳认为保护电阻为电阻R2,请指出哪位同学观点是正确的并求出保护电阻的阻值。
【答案】① Q吸=c水mΔt
=4.2×103焦/(千克·℃)×1千克×20℃=8.4×104焦
②“加热”状态下正常工作p=880瓦
I===4安
③“保温”状态下正常工作 p’=44瓦
I’===0.2安
R总===1100欧
“加热”状态下正常工作时
电路中的电阻 R===55欧
所以 R2=55 欧,R1=1100欧-55欧=1045欧
保护电阻为R1,阻值为1045欧,小汇观点正确。
77.(2022杨浦区二模)在图12(a)所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为15欧,变阻器R2的滑片P位于最大阻值处。当开关S断开时,电流表的示数如图12(b)所示。闭合开关S后,电流表示数改变了0.5安。
①求电源电压
②求开关S闭合时总电阻R总。
③在电路元件安全工作的情况下,移动滑片P,电源最大功率与变阻器R2最大功率比值为2。求通过移动滑片,电流表示数的最大变化量△I。
【答案】①15伏,②10欧;③0.5安
【解析】①U= U1=I1R1=1安×15欧=15伏,
②I= I1 + I2=1安+0.5安=1.5安
R总=U/I=15伏/1.5安=10欧
③ =====2
I2大=1安
△I=△I2=I2大- I2小=0.5安
78.(2022长宁区二模)在图 10(a)所示电路中,R1是定值电阻,滑动变阻器R2标有“20欧 1安”字样。
① 若电源电压为6伏,电阻R1的阻值为10欧,闭合开关 S,通过R1的电流为0.4安,求:电阻R1两端的电压U1和滑动变阻器R2的阻值。
② 若再分别按图10(b)和(c)连接电路,则发现图(b)中电流的最小值恰好等于图(a)中电流的最大值,图(c)中电流表示数的最小值恰好等于图(b)中电流的最大值。若电源电压保持不变,求:电源电压U和电阻R1的阻值。
R1
R2 P
R2 P
R1
A
A
A
S
S S
R2 P
(a)
图 10
(b)
(c)
【答案】①4伏,②5欧;③10伏
【解析】①U1=I1R1=0.4安×10欧=4伏,
U2=U- U1= 6伏-4伏=2伏
R2=U2/I2=2伏/0.4安=5欧
② Ia最大= Ib最小
= R1= R2最大=20欧
Ic最小= Ib最大
+= Ib最大
+=1安
U=10伏
79.(2021奉贤二模题)如图8(a)所示,电源电压保持6伏不变。
①若电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S后,求通过电阻R1的电流I1和电阻R1消耗的电功率P1。
② 若保持电阻R1的阻值不变,当移动变阻器的滑片P时,电流表的示数发生变化,其最小值如图8(b)所示,最大值为满刻度。求滑动变阻器连入电路的阻值的变化值ΔR2。
(a) 图8 (b)
【答案】①0.6安,3.6瓦;②7.5欧。
【解析】① I1=U1/R1=6伏/10欧=0.6安
P1=U1I1=6伏×0.6安=3.6瓦
②I2最小=I最小-I1=1.2安-0.6安=0.6安
R2最大=U2/I2最小=6伏/0.6安=10欧
I2最大=I最大-I1=3安-0.6安=2.4安
R2最小=U2/I2最大=6伏/2.4安=2.5欧
ΔR2=10欧-2.5欧=7.5欧
80.(2021虹口二模题)在图8(a)所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“20欧1A”字样,电流表表盘如图8(b)所示。
① 若电源电压为10伏,闭合开关S,滑动变阻器R2接入电路的阻值为20欧,通电10秒钟,求通过R2的电流I2和电流通过它所做的功W2。
②若电源电压未知,现用标有“10欧 2A”字样的滑动变阻器R3替换R2,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现与接入R2时相比,电流表A的最大值相差0.8安、最小值相差0.3安。求电源电压U和电阻R1的阻值。
(a) (b)
S
P
R2
R1
图8
A
【答案】①50焦;②6伏,5欧。
【解析】① I2=U 2/ R2=U / R2=10伏/20欧=0.5安
W2=U 2I2t=U I2t=10伏×0.5安×10秒=50焦
②由 ΔI最小=0.3安 I3最小-I2最小=0.3安
U / R3最大-U / R2最大=0.3安
U /10欧-U /20欧=0.3安 计算得 U=6伏
由 ΔI最大=0.8安
IA最大-(I2最大+ U / R1)=0.8安
3安-(1安+6伏/R1)=0.8安
计算得 R1=5欧
81.(2021黄浦二模题)R1为定值电阻,滑动变阻器R2为标有“20欧 1安”或“50欧 1安”字样中的一个。现将R1和R2分别按图9(a)、(b)所示接入相同电源的电路。
图9
(a) (b)
S
R1
R2
P
V
S
R1
R2
P
①若电阻R1的阻值为10欧,闭合开关,通过R1的电流为0.2安,求R1两端的电压U1。
②电压表选用0~15伏量程,在电路安全工作情况下,移动变阻器R2的滑片P,发现有一个电路中滑片不能移到变阻器的任意一端,两电路中总电流的最大变化量均为0.6安。
Ⅰ. 请判断图9(a)、(b)中滑片不能移到变阻器任意一端的电路并简要说明理由。
Ⅱ. 通过计算说明变阻器R2的规格,并求出定值电阻R1的阻值。
【答案】①2伏;②Ⅰ. 图9(b)中滑片不能移到变阻器任意一端。理由是:(a)图中滑片P可以移到最大阻值处,此时电流最小,是安全的。Ⅱ. 选择“50欧 1安”,12.5欧。
【解析】①U1=I1R1=0.2安×10欧=2伏
② Ⅰ. 图9(b)中滑片不能移到变阻器任意一端。理由是:(a)图中滑片P可以移到最大阻值处,此时电流最小,是安全的。
Ⅱ. 由(b)图可知
I小=I大-ΔI=1安-0.6安=0.4安
R2大=U2大/I小=15伏/0.4安=37.5欧>20欧
所以选择“50欧 1安”
图9(a)中: I2小=I2大-ΔI2=I2大-ΔI=1安-0.6安=0.4安
U=I2小R2大=0.4安×50欧=20伏
图9(b)中: R1=U1小/I小=(U-U2大)/I小
=(20伏-15伏)/0.4安=12.5欧(其他解法合理也得分)
82.(2021金山二模题)在图10所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。
图10
P
R1
R2
S
P
① 闭合开关S,若通过干路的电流为1.5安,求10秒内通过干路的电荷量Q。
② 将一电流表串联在电路中,闭合开关S,在电路能正常工作的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数的最大变化范围为1安~2.4安。
(a) 请判断电流表串联的位置,并说明理由;
(b) 求电源电压U和电阻R1的阻值。
【答案】①15库;②(a)干路;(b) 12伏,30欧。
【解析】 Q = It =1.5安 ×10秒 =15库
②(a)干路;
因为电流表示数发生变化,所以电流表串联在干路或者R2支路;当电流表示数为2.4安时,大于2A ,不可能串联在R2支路。所以串联在干路中。(合理即可)
(b) I1=Imax-I2max = 2.4安-2安 = 0.4安
I2min=Imin-I1 = 1安- 0.4安 = 0.6安
U=U2=I R2=0.6安×20欧=12伏
R1=U1/I1=12伏/0.4安=30欧
83.(2021静安二模)在图7所示的电路中,电源电压为12伏,滑动变阻器R1上标有“40欧2安”字样。
① 闭合开关后,将变阻器滑片P的位置置于右端,求此时电流表的示数I。
② 电路中有A、B、C三点,若将定值电阻R2并联接入其中的某两点后,在移动变阻器滑片P的过程中,滑片P的位置(序号)及对应的电流表示数如下表所示。
(a)请写出“移动变阻器滑片P过程中”开关S所处的状态。
(b)求出定值电阻R2的阻值。P
R1
A
A
B
S
C
序号
1
2
3
电流(安)
0.2
0.3
0.6
图7
【答案】①0.3安;②(a)R2连接在BC两点间,移动变阻器滑片P过程中,开关S断开。(b)20欧。
【解析】①I=U/R1=12伏/40欧=0.3安;
② (a)R2连接在BC两点间,移动变阻器滑片P过程中,开关S断开。
(b)由表中序号1数据可知电路中总电阻大小为
R= U/I2=12伏/0.2安=60欧
因为滑动变阻器R1的阻值不大于40欧,所以R2≥20欧
由表中序号3数据可知电路中的总电阻大小为
R= U/I2=12伏/0.6安=20欧
所以R2≤20欧
综上所述R2=20欧
84.(2021闵行二模题)如图13所示的电路,R2的阻值为20欧,滑动变阻器R1上标有“2A”字样,两电流表量程均为0~3安。闭合开关S,电流表A1、A的示数分别为0.8安、1.2安。
S
A
R2
A1
图13
R1
① 求R2两端电压U2;
② 更换电源,用10欧和30欧的定值电阻先后替换R2,闭合开关S,在电路安全工作的情况下,移动滑片P,某个电流表示数的最大变化量分别为0.8安和1.6安,其中一次变阻器的电流达不到2安。
(a)试分析变阻器的电流达不到2安的原因;
(b)求变阻器的最大阻值R1max。
【答案】①8伏;②(a) 变阻器的电流达到2安之前,干路中电流已达到满量程3安。(b)45欧。
【解析】① I2= I-I1=1.2安-0.8安=0.4安
U2=I2R2=0.4安×20欧=8伏
② (a)当变阻器的电流达到2安之前,干路中的电流已达到满量程3安。
(b)当R2 =10欧时,变阻器的电流达不到2安,此时干路电流最大为3安。
则Imax=Imax-Imin =Imax-(I2+ I1min)
0.8安= Imax-(U2/R2+U1/R1max)
0.8安=3安-(U/10欧+U/R1max) ①
当R2 =30欧时,变阻器的电流能达到2安
则Imax=I1max=I1max-I1min =I1max-U1/R1max
1.6安=2安-U/R1max ②
解①②可得 R1max=45欧
85.(2021杨浦二模题)在图11(a)所示电路中,电源电压为18伏不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样,电压表与电流表的表盘如图11(b)所示。闭合开关S,电路元件均正常工作。
① 若电流表示数为0.5安,电压表示数为12伏。
(a) 求R1的阻值。
(b) 求R1消耗的电功率P1。
② 现将电阻R0替换R1,闭合开关S后,移动滑动变阻器R2的滑片P。发现电压表示数的最小值与最大值的比值为0.6,求R0的阻值。(请写出所有可能的情况)
(a) 图11 (b)
R1
R2
S
A
V
P
【答案】①(a)24欧,(b)6瓦;②10欧,20欧.
【解析】
86.(2021徐汇二模题)在图10(a)所示的电路中,电源电压为6伏保持不变,电阻R 1的阻值为4欧,电阻R 2的阻值为6欧,滑动变阻器R 3上标有“50欧2安”字样。已知电流表量程为0~3安,电压表量程为0~3伏。
图10
p
R3
A
R2
S1
S2
R1
V
(a) (b)
①若仅闭合开关S1,电流表示数为1.0安;若仅闭合开关S2,电流表示数如图10(b)所示。
( i ) 求电阻R 1的电压U1。
(ii ) 求10秒内通过电阻R2的电荷量Q2。
② 若仅闭合开关S1,移动变阻器滑片P使电路的总功率最大,此时电路的总功率为P1;若仅闭合开关S2,移动变阻器滑片P使电路的总功率最小,此时电路的总功率为P2,求P1与P2的比值。
【答案】①(i)4.0伏,(ii)8库;②3:1.
【解析】① (i)U1=I1R1=1.0安×4欧=4.0伏
(ii)Q2=I2 t=0.8安×10秒=8库
② I1max== =1.5安,
P1=U I1max=6伏×1.5安=9瓦,
电压表满偏时,电路的电流最小。
I2min== =0.5安,
P2=U I2min=6伏×0.5安=3瓦,
P1:P2=9瓦:3瓦=3 :1
87.(2021长宁二模题)在图9(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50欧 1安”字样,电压表表盘如图9(b)所示。闭合开关S,电路中的电流为0.6安。
V
P
(a) (b)
S
R1
R2
图9
①求电阻R1两端的电压。
②现用一定值电阻R0替换电阻R1,替换后要求:在电路安全工作的情况下,移动变阻器滑片,能使电路消耗的最大功率等于电路消耗的最小功率的2倍,求满足条件的R0阻值。
【答案】①6伏;②50欧,6欧.
【解析】① U1=I1R1=0.6安×10欧=6伏
② P最大=2P最小 UI最大=2 UI最小 I最大=2I最小
I:若I最大=U/ R0
则U/ R0=2U/(R0+R0max)
.18伏/ R0=2×18伏/(R0+50欧)
R0=50欧
II:若I最大=1安
则I最小=0.5安=U1最小/R0=(U-U2最大)/ R0
0.5安=(18伏-15伏)/R0
R0=6欧
88.(2021宝山二模题)在图7(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30欧。闭合开关S,电路正常工作,两个电流表的指针指在同一位置,如图7(b)所示。
① 比较电流表A的示数与电流表A1的示数的大小关系,并求通过电阻R1的电流I1的大小。
② 试求电源电压U的大小。
③ 现用一个电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后一个电流表的示数减少了0.3A,另一个电流表的示数未发生变化,请判断说明电阻Rx替换的是哪个电阻,并求出电阻Rx的阻值。
【答案】①0.3安;②9伏;③10欧.
【解析】①∵并联电路中,电流表A测量干路电流,电流表A1测量支路电流 ;
∴电流表A的示数大于电流表A1的示数
电流表示数为0.3安或1.5安,因此可得I1=0.3安
②U=U1=I1R1=0.3安×30欧=9伏
③若电流表A1的示数变化,则电流表A的示数必定变化,与题意不符。
因此可知电流表A1的示数未变化,Rx替换电阻R2
I2=I′-I1=(1.5安-0.3安)-0.3安=0.9安
Rx=Ux/Ix=9伏/0.9安=10欧
89.(2021崇明二模)在图10(a)所示的电路中,电源电压为12伏,电阻R1的阻值为40欧。
①闭合电键S,求电流表的示数。
②闭合电键S,求电阻R1上的电功率。
③电路中有A、B、C三点,现将电阻R2并联接入其中的某两点,当开关S断开时,观察到电流表的指针如图10(b)所示。根据表中相关信息,请写出电阻R2的接入点,并计算电阻R2的阻值。
图10
R1
S
A
A
C
B
(a) (b)
【答案】①0.3安;②3.6瓦;③见解析.
【解析】① I=U/R1 =12伏/40欧=0.3安
(说明:公式2分、代入和结果1分,共3分。)
② P=UI=12伏×0.3安=3.6瓦
(说明:公式2分、代入和结果1分,共3分。)
③ A、B间连接,电流表无示数,所以不行。
A、C间连接,电流表示数取0.2安,R2=60欧
A、C间连接,电流表示数取1安,R2=12欧
B、C间连接,电流表示数取0.2安,R2=20欧
(说明:后三种连接方式和R2值正确各1分,共3分。)
90.(2021嘉定二模题)在图11所示的电路中,电源电压为12伏不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上仅有“1A”字样清晰可见,闭合开关S,通过R1的电流为0.5安。
图11
R2
S
R1
P
① 求R1两端的电压U1。
② 通电10秒钟,电流通过滑动变阻器R2所做的功W2。
③ 在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,R1两端电压的变化量∆U最大为6伏。请计算滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。
【答案】①5伏;②35焦;③2欧~20欧。
【解析】①U1=I1R1=0.5安×10欧=5伏
②U2=U-U1=12伏-5伏=7伏
W2=U2I2t=7伏×0.5安×10秒=35焦
③ U1大=I1大R1=1安×10欧=10伏
U2小=U-U1大=12伏-10伏=2伏
R2小=U2小/I2大=U2小/I1大=2伏/1安=2欧
U1小=U1大-ΔU=10伏-6伏=4伏
U2大=U-U1小=12伏-4伏=8伏
R1/R2大=U1小/U2大
10欧/R2大=4伏/8伏
R2大=20欧
∴ 接入电路的阻值范围是2欧~20欧
91.(2021浦东新区二模题)在如图12所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“1A”字样。
图12
S
R2
R1
V
① 若闭合开关S,电压表V示数为3伏,通过电阻R1的电流为0.6安,求:
(a)电阻R1的阻值;
(b)10秒内电流通过R1所做的电功W1。
② 若滑动变阻器R2的最大电阻值是定值电阻R1阻值的2倍,当电源电压为9伏时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量为ΔU;当电源电压改为12伏时,通过移动滑片能使电压表V示数的最大变化量仍然为ΔU。请通过计算说明滑动变阻器R2的最大电阻值。
【答案】①(a)5欧,(b)18焦;②20欧。
【解析】① (a)R1== =5欧
(b)W1=U1I1t=3伏×0.6安×10秒=18焦
②I小===
若R2小=0,则I大===,ΔI= I大- I小=- =
ΔU1=ΔIR1= R1=,
⸪两次电源电压值不同,⸫若滑片均到最小值,不可能使ΔU1相同
若R2不能达0,则I大=I允大=1安,ΔI=I大- I小= I允大-
ΔU1=ΔI R1=(I允大-) R1=I允大R1-,⸪两次电源电压值不同、I允大R1相同
⸫若电流均达滑动变阻器允许通过的最大值,不可能使ΔU1相同
⸪两次电压表示数的变化量相等,在相同情况下,电压越大,电流越大
⸫电源电压为12伏的电路中的电流先达到1安。
⸫= I允大R1-
×9伏=1安×R1-
⸫R2大=2 R1=20欧
92. (2021杨浦区一模题)在图15(a)所示的电路中,电源电压为18伏且不变。闭合开关S,电流表的示数为1安,电压表示数如图15(b)所示。
图15
S
R1
R2
(a) (b)
P
V
A
① 求电阻R1的阻值。
② 求此时滑动变阻器R2的阻值。
③ 在电路各元件都正常工作的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数的最大变化范围为0.3安~1.2安,请判断滑动变阻器的规格:“ 欧, 安”。(写出计算过程)
【答案】①10欧;②8欧;③50欧,1.2安。
【解析】
①
②
③ 当R2最大,I小=0.3安
当R2最小,I大=1.2安
所以滑动变阻器允许通过的最大电流为1.2安。
93. (2021徐汇区一模题)在如图14(a)所示的电路中,电源电压为整数且保持不变,电阻R1为定值电阻,变阻器R2上标有“20欧 2A”字样。
V
P
S
R2
R1
A
(a) (b)
图14
①若电阻R1阻值为15欧,闭合开关S,通过电阻R1的电流为1安,求:R1两端的电压U1。
②电压表的表盘如图14(b)所示,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表示数的范围为0.6~1.5安,求:电源电压U。
【答案】①15伏;②18伏。
【解析】① U1=I1 R1=1安×15欧姆=15伏
②(I) ,
,
得R1=13.3欧姆,U=20伏,因电压表超量程,此组解舍去
(II) ,
若
,
得R1=10欧姆,U=18伏,
94. (2021虹口区一模题)在图9所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧。滑动变阻器标有“20欧 2安”字样,电压表表盘如图10(a)所示。闭合开关S,电流表A的示数如图10(b)所示。
图9
R1
R2
S
P
A
V
图10
(a) (b)
① 求电阻R1两端的电压U1。
② 求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
③ 移动变阻器滑片P可以使电压表示数的变化量U2最大,求最大变化量U2最大。
【答案】①8伏;②12.5欧;③12伏。
【解析】① U1=I1R1=0.8安×10欧=8伏
② R2=U2/I2=(U-U1)/I2=(18伏-8伏)/0.8安=12.5欧
③ R2=0欧,Imax=U/R1=18伏/10欧=1.8安<2安
U2min=0伏
R2=20欧,
U1min=R1U/(R1+R2max)
=10欧×18伏/(10欧+20欧)=6伏
U2max=U-U1min=18伏-6伏=12伏<15伏
U最大=U2max-U2min=12伏
95. (2021普陀区一模题)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。
【答案】①0.4安;②20欧~23欧或12欧~23欧。
【解析】① I1=U1/ R1=18伏/30欧=0.4安
② R1和R2并联
R总max=R1R2max/(R1+R2max)
=30欧×100欧/(30欧×100欧)≈23欧
A接0~0.6A,A1接0~0.6A,
I总max=0.6安
R总min=U/I总max=12伏/0.6安=20欧
A接0~3A,A1接0~0.6A,
I总max=I1+I2max=0.4安+0.6安=1安
R总min=U/I总max=12伏/1安=12欧
电路总电阻的变化范围是20欧~23欧或12欧~23欧。
96.(2021浦东新区一模题)如图7所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R2的阻值为30欧。闭合开关后,电流表的示数为0.8安。
A
S
R1
R2
图7
①求通过R2的电流。
②求R1的阻值。
③现用电阻R0替换R1、R2中的一个,要求替换后电流表示数比替换前减小0.5安。请判断:用R0替换的电阻是_______,求R0的阻值。
【答案】①0.2安;②10欧;③R1,60欧。
【解析】①⸪并联U1=U2=U=6伏
I2===0.2安
②I1=I - I2=0.8安-0.2安=0.6安
R1 ===10欧
③R1
I0=I1 -ΔI1= I1 -ΔI=0.6安-0.5安=0.1安
R0 ===60欧
97.(2021嘉定一模)在图9所示的电路中,电源电压为6伏且不变,电阻R1的阻值为10欧。求:
图9
M
N
A
S
R1
①闭合开关S,电流表的示数I。
②现有滑动变阻器R2,其规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1.5A”、“50Ω 1A”中的一个。若将R2与R1以串联或并联的方式接入M、N两点间,闭合开关S,移动滑片,观察到电流表两次示数分别为2安和0.2安。
(a)请判断电流表两次示数所对应的R1与R2的连接方式,并说明理由。
(b)计算电流表示数的最大值。
【答案】①0.6安;②(a)电流表示数为0.2安时R2与R1串联;(b)③2.1安。
【解析】① I=U/R1=6伏/10欧=0.6安;
②(a)若R2与R1并联,电流表A测干路电流
电流表示数I并=(I+I2)>0.6安 ∴电流表示数为2安时R2与R1并联。
若R2与R1串联,R串=(R1+R2)>R1 I串=U/R串
电流表A的示数I串<0.6安 ∴电流表示数为0.2安时R2与R1串联。
(b)∵ I并=2安,I2=I并-I1=2安-0.6安=1.4安
∴变阻器的规格不是“50Ω 1A”
∵I串=0.2安,∴R串=U/I串=6伏/0.2安=30欧
R2=R串-R1=30欧-10欧=20欧
∴变阻器的规格不是“10Ω 2A”,而是“20Ω 1.5A”
I大=I1+I2大=0.6安+1.5安=2.1安,
98.(2021青浦区一模题)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。
【答案】①0.48安;②15欧;③5欧,0.6安;30欧,0.3安。
【解析】① I 1= U1/ R 1=4.8伏/10欧=0.48安
② R 2= U2/ I 2=7.2伏/0.48安=15欧
③ 若替换R1
U2'=U-U1'=12伏-3伏=9伏
U2'/U1'=R 2/R1' R1'=5欧
I'=U1'/ R1'=3伏/5欧=0.6安
若替换R2
U2'=U -U1'=12伏-3伏=9伏
U2'/U1'=R 2'/R1' R2'=30欧
I'=U1'/ R1=3伏/10欧=0.3安
99.(2020松江一模)在图13(a)所示的电路中,电源电压为18伏,电阻R1的阻值为20欧,电压表、电流表的规格如图13(b)所示。闭合开关S,电压表的示数为10伏。(各电表量程选择合适且保持不变)
图13
R2
S
R1
V
A
(a) (b)
-
-
① 求通过电阻R1的电流I1。
② 求电阻R2的阻值。
③ 现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后,发现两电表的示数一个变大,一个变小,且某个电表指针正好达到某量程的满刻度。请判断被电阻R0所替换的电阻,并求出电阻R0的阻值。
【答案】①0.5安;② 16欧;③替换R1,R0 =14欧,R0=80欧。
【解析】① I1= U1/R1=10伏/20欧=0.5安
②U2=U-U1=18伏-10伏=8伏
R2= U2/I2=8伏/0.5安=16欧
③若A变大,V表变小,替换R1
I′=0.6安
R′= U/I=18伏/0.6安=30欧
R0=R′-R2=30欧-16欧=14欧
若A变小,V变大,替换R1
U0=15伏,U2′=U-U0=18伏-15伏=3伏
U0/U2′=R0/R2 15伏/3伏= R0/16欧 R0=80欧
100.(2020徐汇一模)在如图14(a)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,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2安。求:
①此时R1两端的电压U1。
②现用电阻R0替换电阻R1,闭合开关,当变阻器滑片位于某位置时,电压表的示数如图(b)所示,移动滑动变阻器滑片到另一位置,电流表的示数如图(c)所示。求替换电阻R0的阻值范围。
(a)
图14
A
P
S
R2
R1
V
(b) (c)
-
-
0.6
【答案】①4伏;②15欧 R0 <20欧 或20欧< R0 30欧。
【解析】①U1=I1 R1=0.2安×20欧=4伏
②当 U1min=3伏时, I max=0.2安,R0 min = U1min / I max
R0min=3伏 0.2安=15欧
当 U1max=6伏时, Imin =0.2安,R0max= U1max / I min
R0 max=6伏 0.2安=30欧
其中当I =0.2安,U2 =2伏,即U1 =4伏时,
R0 =U1/ I=4伏 0.2安=20欧,不满足滑动变阻器的滑片在两个不同位置,所以R0 20欧。
因此: 15欧 R0 <20欧 或20欧< R0 30欧
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