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专练八 电路相关计算
物理·江西中考
(建议用时:35分钟)
第一部分 同步集训
YUHENG
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类型1 简单电路类
1.如右图所示,定值电阻R0的阻值为10 Ω,电源
电压恒为 6 V,R为滑动变阻器,闭合开关,电流
表示数为0.2 A。
(1)求滑动变阻器两端的电压。
解:(1)定值电阻两端的电压U0=IR0=0.2 A×10 Ω=2 V
滑动变阻器两端的电压UR=U-U0=6 V-2 V=4 V
3
(2)求电路消耗的总功率。
(3)当电流表示数为0.1 A时,求滑动变阻器连入电路的阻值。
解: (2)电路消耗的总功率P=UI=6 V×0.2 A=1.2 W
(3)当电流表示数为0.1 A时,定值电阻两端的电压U0'=I'R0=
0.1 A×10 Ω=1 V
滑动变阻器两端的电压UR'=U-U0'=6 V-1 V=5 V
滑动变阻器连入电路的电阻R'==50 Ω
2.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示。电路中电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,电压表的量程为0~3 V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,闭合开关S,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。
(1)检测板不受压力时,求电压表的示数。
解:(1)由图乙可知,当检测板不受压力时,R=80 Ω
电路的总电阻R总=R+R0=80 Ω+20 Ω=100 Ω
电路中的电流I==0.06 A
R0两端的电压U0=IR0=0.06 A×20 Ω=
1.2 V,即电压表的示数为1.2 V。
(2)求该装置所能测量的最大压力。
解: (2)根据电压表量程可知,R0两端的最大
电压U0大=3 V
电路中的最大电流I大==0.15 A
电路的最小总电阻R总小==40 Ω
R的最小阻值R小=R总小-R0=40 Ω-20 Ω=20 Ω
由图乙可知,该装置所能测量的最大压力为600 N。
(3)若要将该装置所测最大压力提高为7×102 N,小红提出的方案是仅增大R0的阻值,小明提出的方案是仅增大电压表的量程。请你选择其中一种方案,并通过计算说明该方案是否可行。
解: (3)由图乙可知,当最大压力F'=7×102 N时,R'=10 Ω。
此时R两端的电压UR'=U-U0大'=6 V-3 V=3 V
电路中的电流I大'==0.3 A
R0的阻值R0'==10 Ω<20 Ω
则小红的方案不可行。
此时电路的总电阻R总'=R'+R0=10 Ω+
20 Ω=30 Ω
电路中的电流I'==0.2 A
R两端的电压UR'=I'R'=0.2 A×10 Ω=2 V
R0两端的电压U0'=U-UR'=6 V-2 V=4 V>3 V
则小明的方案可行。
类型2 多元件电路类
3.如右图所示,电阻R2的阻值为20 Ω。只闭合开关S1、S2时,电流表示数为0.3 A;只闭合开关S2时,电流表示数为0.2 A;只闭合开关S3时,电流表示数为0.1 A。
(1)求电源电压。
解:(1)只闭合开关S1、S2时,只有R2接入电路。
电源电压U=I1R2=0.3 A×20 Ω=6 V
(2)求电阻R1的阻值。
解: (2)只闭合开关S2时,R1、R2串联。
电路总电阻R串==30 Ω
电阻R1的阻值R1=R串-R2=30 Ω-20 Ω=10 Ω
(3)开关均闭合时,求电流表的示数。
解: (3)只闭合开关S3时,R1、R3串联。
电路总电阻R串'==60 Ω
电阻R3的阻值R3=R串'-R1=60 Ω-10 Ω=50 Ω
开关都闭合时,R2、R3并联,R1被短路,电流表测量干路电流。
电流表示数I==0.42 A
4.如图所示的电路中,定值电阻R1=R2=10 Ω,当滑片P在滑动变阻器R3的中点时,闭合开关,电压表V1、V2的示数相同,电流表A的示数为0.2 A。求:
(1)电压表V1的示数。
解:(1)由图可知,三个电阻串联,电压表V1测R1
和R2两端的总电压,电压表V2测R2和R3两端的
总电压。
R1两端的电压U1=IR1=0.2 A×10 Ω=2 V
R2两端的电压U2=IR2=0.2 A×10 Ω=2 V
则电压表V1的示数U1'=U1+U2=2 V+2 V=4 V
(2)滑动变阻器R3的最大阻值。
(3)电源电压。
解: (2)已知电压表V1、V2的示数相同,则U2'=U1'=4 V
R3两端的电压U3=U2'-U2=4 V-2 V=2 V
R3接入电路的电阻R中==10 Ω
R3的最大阻值R3=2R中=2×10 Ω=20 Ω
(3)电源电压U=U1+U2+U3=2 V+2 V+2 V=6 V
5.右图所示的电路中,电源电压大小保持不
变,电阻R1=30 Ω,R2=15 Ω,滑动变阻器R3
的规格为“40 Ω 0.5 A”,电压表和电流表
接入电路的量程分别为0~3 V和0~0.6 A。
(1)只闭合S1,电流表的示数为0.1 A,求电源电压。
解:(1)只闭合S1时,R1和R2串联,电流表测电路中的电流,示数为0.1 A。
电路的总电阻R总=R1+R2=30 Ω+15 Ω=45 Ω
电源电压U=IR总=0.1 A×45 Ω=4.5 V
(2)同时闭合S1、S2、S3,当P置于R3中点时,求通过电流表的电流。
解: (2)闭合S1、S2、S3时,R2被短路,R1和R3并联,电流表测干路电流。
通过R1的电流I1==0.15 A
R3接入电路的阻值R'=R3=×40 Ω=20 Ω
通过R3的电流I3==0.225 A
通过电流表的电流I'=I1+I3=0.15 A+0.225 A=0.375 A
(3)只闭合S2、S4,在保证电路各元件安全的前提下,求滑动变阻器R3可调节的阻值范围。
解: (3)只闭合S2、S4时,R2和R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路为R2的简单电路。
此时电路中的电流Imax==0.3 A
电流表的量程为0~0.6 A,故电路各元件安全。
当电压表示数为3 V时,滑动变阻器可调节的阻值最大,R2两端的电压U2=U-U滑=4.5 V-3 V=1.5 V
此时电路中的电流Imin==0.1 A
电路的总电阻R总'==45 Ω
滑动变阻器接入电路的阻值R3'=R总'-R2=45 Ω-15 Ω=30 Ω
故滑动变阻器R3可调节的阻值范围为0~30 Ω。
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