内容正文:
17.2 欧姆定律 带滑动变阻器计算专题练习
1.如图所示的电路中,定值电阻,滑动变阻器铭牌上标有“20Ω1A”字样,电源电压为6V。问∶
(1)滑片P在最左端时,求两端的电压;
(2)滑片P在最右端时,求通过电阻的电流;
(3)滑片P在最右端时,求两端的电压。
2.本学期,小明同学学习了滑动变阻器在电路中的作用,请你和他一起解决下面的问题。在如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω,R2为滑动变阻器,当闭合开关,滑片P处于a端时,电流表示数为0.6A,求:
(1)电源电压;
(2)当滑片P处于b端时,电压表示数为8V,滑动变阻器最大电阻R2为多少?
3.如图所示,电阻阻值为,变阻器上标有“,”字样。闭合开关S后,调节滑动变阻器滑片,当滑片移至最左端时,通过的电流为。求:
(1)电源电压;
(2)当电流表示数为时,电压表的示数;
(3)当电压表示数为时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值。
4.如图所示电路中,已知R1的阻值为20Ω,电源电压是3V。当闭合开关S时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)R1两端电压;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值;
(3)移动滑片使电压表示数为1V时电路中的总电阻。
5.在如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R1的阻值为30欧,变阻器R2上标有“20Ω,2A”字样。将变阻器R2的滑片P移到某一位置后,闭合电键S,通过R1的电流为0.2安,电流表A2的示数为如图乙所示。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2此时的阻值;
(3)继续移动滑动变阻器R2的滑片P,保证所有元件正常工作,滑动变阻器的阻值范围。(结果保留一位小数)
6.在如图所示的电路中,R2是标有“50Ω,2A“字样的变阻器,电流表A的量程为,A1表的量程为。闭合开关后,电压表的示数为6V,电流表A的示数为1A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R1的阻值:
(2)变阻器R2连入电路的阻值;
(3)如果为了不使电表损坏,变阻器连入电路的阻值应在什么范围内?
7.如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电源电压恒为12V,电压表量程03V,电流表量程00.6A,R1标有“15Ω 1A”,滑片P每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω,定值电阻。求:
(1)刚开始不接电压表,当滑片P位于最左端时,求电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动10cm,此时电压表的示数;
(3)当电压表示数为3V时,R1的阻值是多少?(保留一位小数)
8.物理兴趣小组运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其中定值电阻为10Ω,电源电压恒为6V,是竖直放置的硬电阻棒,总长为50cm,总电阻为20Ω,其接入电路的电阻阻值与接入电路的长度成正比。
(1)不测量身高时,滑片P刚好滑至最下端,此时电流表示数是多少?
(2)小君量身高时,电流表示数为0.4A,电阻棒接入电路的电阻是多少?
(3)小丽量身高时,电压表示数为3V,则小丽和小君谁更高?高多少?
9.测量压力大小的压力器可以由一只电压表改装而成,工作原理如图所示。其中导体M、N和它们之间金属弹簧的电阻均不计,弹簧上端和滑动变阻器.滑片P固定在一起,电源电压恒为9V,已知压力F的大小与的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力时,滑片P在最上端;压力时,电流表示数为0.5A,电压示数为1V;当滑片P滑至最下端时,。求:
(1)定值电阻的大小;
(2)当滑片P滑至最下端时,电压表的示数:
(3)若电压表量程改为0~3V,则能够测量的最大压力为多大?
10.新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为,电压表的量程为,为半圆弧电阻的圆心,金属滑片为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻与指针旋转角度成正比,电源电压恒为,为电阻箱。将滑片旋转至处,调节的阻值,使电路中电流为0.6A。
(1)求电阻箱接入电路的阻值;
(2)调节为时,电流表示数为0.3A,求此时电压表示数;
(3)为能满足测量的要求,重新调节电阻箱,求满足要求的的最小阻值。
试卷第2页,共4页
试卷第1页,共4页
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参考答案
1.(1)6V;(2)0.2A;(3)4V
【详解】解:(1)P在最左端时,,的电压
(2)P在最右端时,,和串联,通过电阻的电流
(3)两端的电压
答:(1)滑片P在最左端时,两端的电压为6V;
(2)滑片P在最右端时,通过电阻的电流为0.2A;
(3)滑片P在最右端时,两端的电压为4V。
2.(1)12V;(2)40Ω
【详解】解:(1)闭合开关,当滑片P处于a端时,滑动变阻器没有接入,电流表示数为0.6A,此时定值电阻两端的电压即为电源电压,电源电压为
(2)当滑片P处于b端时,滑动变阻器全部接入,电压表示数为8V,则定值电阻R1两端的电压为
电路中的电流为
当滑片P处于b端时,滑动变阻器全部接入,滑动变阻器最大电阻R2为
答:(1)电源电压12V;
(2)滑动变阻器最大电阻R2为40Ω。
3.(1)9V
(2)5V
(3)
【详解】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路的电流。当变阻器滑片移至最左端时,电路为的简单电路,电路的电流为0.9A,根据欧姆定律可知电源电压为
(2)当电流表示数为0.4A时,定值电阻两端的电压
U1=I′R1=0.4A×10Ω=4V
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电压表的示数
U2=U﹣U1=9V﹣4V=5V
(3)当电压表示数为6V时,定值电阻两端的电压
U′1=U﹣U′2=9V﹣6V=3V
此时通过电路的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值
4.(1)2V;(2)10Ω;(3)60Ω
【详解】解:当闭合开关S时,R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测量R1两端的电压;
(1)电流表的示数为0.1A,即电路中的电流为I=0.1A,由欧姆定律可得R1两端的电压为
U1=IR1=0.1A×20Ω=2V
(2)由欧姆定律可得总电阻
由串联电路的电阻特点可知R2接入电路中的阻值
R2=R﹣R1=30Ω﹣20Ω=10Ω
(3)移动滑片使电压表示数为1V时,则电路中的电流为
由欧姆定律可得总电阻
答:(1)R1两端电压为2V;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为10Ω;
(3)移动滑片使电压表示数为1V时电路中的总电阻为60Ω。
5.(1)6V;(2)7.5Ω;(3)3Ω~20Ω
【详解】解:(1)闭合电键S,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量干路电流,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电压为
U=I1R1=0.2A×30Ω=6V
(2)由图可知,电流表A2若选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A;由于干路中的电流等于各支路电流之和,即干路中的电流要大于支路中的电流,通过R1的电流为0.2A,所以干路中的电流应大于0.2A,所以电流表A2选用的是大量程,分度值为0.1A,示数为1A,电阻R2的电流
I2=I﹣I1=1A﹣0.2A=0.8A
根据欧姆定律可得电阻R2此时的阻值
(3)允许通过滑动变阻器的最大电流为2A,则通过干路的最大电流为
I=2A+0.2A=2.2A<3A
此时滑动变阻器接入电路的电阻
滑动变阻器接入电路的阻值越大时,通过滑动变阻器的电流越小,则通过干路的电流越小,所以滑动变阻器的阻值范围为3Ω~20Ω。
答:(1)电源电压U为6V;
(2)电阻R2此时的阻值为7.5Ω;
(3)继续移动滑动变阻器R2的滑片P,保证所有元件正常工作,滑动变阻器的阻值范围为3Ω~20Ω。
6.(1)15Ω:(2)10Ω;(3)
【详解】解:由电路图可知,R1、R2并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量R1支路电流,电压表测量电源电压;
(1)因电压表示数为6V,所以电源电压为6V,因并联电路中各支路两端电压相等,所以由可知,定值电阻R1的阻值
(2)因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器连入电路的阻值
(3)因电流表A的量程为,电流表A1的量程为,且通过R1的电流为0.4A不变,因此通过R2的最大电流
又因为滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,所以通过R2的最大电流为2A,则滑动变阻器接入电路的最小阻值
因滑动变阻器的最大阻值为50Ω,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为。
答:(1)电阻R1的阻值为15Ω:
(2)变阻器R2连入电路的阻值为10Ω;
(3)为了不使电表损坏,变阻器连入电路的阻值范围为。
7.(1)0.6A;(2)2.4V;(3)6.7Ω
【详解】解:由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器两端电压;
(1)当滑片P位于最左端时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流
(2)滑片P每移动1cm,R1的电阻变化0.5Ω,某同学测试时,此时滑动变阻器接入电路的电阻
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流
此时滑动变阻器两端的电压
即电压表示数为2.4V;
(3)当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以,定值电阻R2两端电压
根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻
答:(1)刚开始不接电压表,当滑片P位于最左端时,电流表的示数是0.6A;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动10cm,此时电压表的示数是2.4V;
(3)当电压表示数为3V时,R1的阻值是6.7Ω。
8.(1)0.6A
(2)5Ω
(3)小丽更高,12.5cm
【详解】(1)如图为串联电路,滑片在的最下端时,接入电路的阻值为0,此时电流表示数
(2)小君量身高时,
此时
(3)小君量身高时,连入电路的长度
小丽量身高时,电压表示数为3V,因为电源电压恒为6V,根据串联电路电压规律,则有
根据串联电路分压规律,可知
此时连入电路的长度
故,所以小丽更高,高了
9.(1)16Ω
(2)6V
(3)4N
【详解】(1)解:由图可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路电流,压力时,电流表示数为0.5A,电压示数为1V,电源电压U=9V,则R1两端的电压为
由可得,定值电阻的阻值为
(2)压力时,电流表示数为0.5A,电压示数为1V,此时R2接入电路的阻值为
压力时,滑片P在最上端;P滑至最下端,R2接入电路电阻最大,,因为压力F的大小与的阻值大小成正比例关系,设,压力时,R2接入电路的阻值为2Ω,则,可得,当时,有
当滑片P滑至最下端时,电路的电流为
电压表的示数为
(3)电压表改为0-3V时,设此时阻值为,电压表示数最大为3V时,电路电流等于通过R1的电流,可得电流为
则
由,知,最大压力为
10.(1)10Ω
(2)3V
(3)20Ω
【详解】(1)将滑片旋转至处,调节的阻值,电路为的简单电路,电路中电流为0.6A,由欧姆定律可知电阻箱接入电路的阻值为
(2)调节为时,圆弧电阻的二分之一电阻值R中连入电路中与电阻箱串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,电流表示数为0.3A,由欧姆定律可知电阻箱的电压为
U2=I2R0=0.3A×10Ω=3V
由串联电路电压的规律,此时电压表示数
UV =U-U2=6V -3V=3V
(3)由欧姆定律可知
调节为时圆弧电阻的最大电阻为
R滑max=2R中=2×10Ω=20Ω
根据已知条件可知,电压表的量程为,即变阻器的最大电压为3V,此时电阻箱的电压最小,电阻箱的阻值最小(此时电路中的电流为
根据串联电阻电压的规律电阻箱的电压为
U箱=6V-3V=3V
根据分压原理有
即
满足要求的的最小阻值
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