压轴03 电路计算题(压轴题专练)(上海专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-14
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内容正文:
压轴03 电路计算题
命题预测
上海初中物理电路计算题主要类型包括:电阻替换问题、串并联电路计算(电流、电压、电阻、电功、电功率、热量)、电表使用与读数、电路安全范围分析等。
高频考法
1. 电阻替换类问题;要求用一个定值电阻或滑动变阻器替换原电路中的某个电阻,分析计算替换后电学物理量的变化范围,或求解新电阻的阻值。
2. 电表使用与读数问题:包括电流表、电压表的量程选择、读数方法以及指针偏转角度相同的特殊情形。
3. 电路安全与极值问题(阻值范围):综合考查电源电压、电表量程、滑动变阻器规格等限制条件,求解电流、电压或电阻的变化范围。
4. 电功、电热与电功率的计算。
5. 含有敏感电阻的电路计算。
知识·技法·思维
模块
知识
技法
串联电路
综合计算
1. 欧姆定律:I=U/R
2. 串联电路的特点:
I = I1= I2 U=U1+U2
R总=R1+R2
3. 电表的量程与分度值
4. 滑动变阻器的使用
1.电源电压可以认为是不变的。移动滑动变阻器的滑片时,两个用电器两端的电压变化量是相等的。
2.计算滑动变阻器允许接入电路的最大电阻时,对应的电流最小。
并联电路
综合计算
1. 欧姆定律:I=U/R
2. 并联电路的特点:
I = I1+ I2 U=U1=U2
1/R总=1/R1+1/R2
3. 电表的量程与分度值
4. 滑动变阻器的使用
1. 并联电路,干路电流等于各支路电流之和,各之路互不影响,干路电流的变化量与支路电流的变化量相等。
2. 并联电路,各支路两端的电压相等,都等于电源电压,通常情况下可认为不变。
电功、电功率与电热综合计算
1. 电功:W=Uit,W=Pt
2. 电功率:P=W/t =UI
推导公式:P=U2/R=I2R
3. 额定电压与额定功率:例如灯泡上标有“220V 40W”,220V是额定电压,40W是额定功率。
4. 热量的计算:Q= I2Rt。
1. 串并联电路,电功、电功率、热量规律:
W总=W1+W2=U1I1t1+U2I2t2
P总=P1+P2=U1I1+U2I2
Q总=Q1+Q2=I12R1t1+ I22R2t2
2. 判断电路类型及公式使用条件
(1)纯电阻电路(如电灯、电炉):电能全部转化为内能,公式均可使用。
(2)非纯电阻电路(如电动机、洗衣机):只能用下列公式进行计算。
电功:W=UIt;电功率:P=W/t =UI;
热量:Q= I2Rt。
含敏感电阻的电路计算
常见的敏感电阻类型:
热敏电阻:温度↑,阻值↓(负温度系数最常见)
光敏电阻:光照↑,阻值↓
气敏电阻:接触特定气体(如酒精)后,阻值↓
压敏电阻:压力↑,阻值↓
核心在于理解“敏感电阻”如何随环境变化影响整个电路,进而分析电流、电压的变化趋势。这类题常出现在中考压轴题中,但掌握规律后可快速突破。
典例·靶向·突破
题型01 电阻替换类问题
1. 如图所示电路中,电源电压为6伏保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”字样。
(1)若R1接入电路的电阻为20欧,求闭合开关S后,通过R1的电流I1;
(2)现有阻值为5欧的电阻R2和阻值为15欧的电阻R3,选择其中一个电阻以某种方式接入原电路M、N两点之间。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.6安。请计算说明连接的方式以及所选的电阻、滑动变阻器R1对应接入电路的阻值。
【答案】(1)0.3A (2)选R2与R₁串联,并且调节R₁的阻值为5Ω
【详解】(1)由题意可知,电路为滑动变阻器R1的简单电路。电源电压U = 6V,滑动变阻器接入电路的电阻R1= 20Ω。根据欧姆定律得
(2)当电流表示数为I = 0.6A时,则电路的总电阻为
要达到10Ω的总电阻,需要将一个定值电阻与滑动变阻器R1组合。
方案一:选R2与R1组合,两电阻只能串联,因为并联总电阻会小于5Ω,不符合题意;根据串联电路电阻规律得
方案二:选R3与R1组合,两电阻只能并联,因为串联总电阻会大于15Ω,不符合题意;根据欧姆定律计算出R3支路的电流为
根据并联电路的电流规律可得
根据欧姆定律可计算出的阻值为
因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω,故该方案不符合题意。
故选R2与R1串联,并且调节R1的阻值为5Ω。
题型02 电表使用与读数问题
2. 在图1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后,电流表A的示数如图2(a)所示(量程仅有0~3A完好)
(1)求:此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(2)现有“20欧2安”、“50欧1安”字样的两个滑动变阻器,分别来替换R2;另将一个表盘如图2(b)所示的电压表接入电路的“AB”或“CD”两点间。确保电路安全的前提下,移动变阻器滑片P的过程中,请直接在表格中填出每种情况下电压表示数的最大值和最小值的差值。
选用“20欧2安”
选用“50欧1安”
【答案】(1)12.5Ω (2)见解析
【详解】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,图2(a)中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,电路中的电流I=0.8A,根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压
因串联电路总电压等于各分电压之和,故此时滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=18V-8V=10V
滑动变阻器R2连入电路的阻值
(2)若用“50Ω 1A”的滑动变阻器替换R2时,当电路中的电流为1A时,定值电阻两端的电压最大,滑动变阻器两端的电压最小,则R1两端的最大电压
滑动变阻器两端的最小电压
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,定值电阻两端的电压最小,滑动变阻器两端的电压最大,此时电路中的最小电流
R1两端的最小电压
滑动变阻器两端的最大电压
则
电压表示数的最大值是15V,最小值是3V。若用“20Ω 2A”的滑动变阻器替换R2时,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,电路中的最小电流
R1与R2两端的电压分别是
因电压表的最大量程为15V,所以当电压表接入AB之间时,R1两端电压最大为,所以,R1两端的电压变化量
当电压表接入CD之间时,R2两端电压最小为0,则R2两端电压变化量
每种情况下电压表示数的最大值和最小值的差值情况如下表:
选用“20欧2安”
选用“50欧1安”
电压表接AB之间:
电压表接CD之间:
电压表接AB之间:
电压表接CD之间:
题型03 电路安全与极值问题(阻值范围)
3. 在图(a)所示的电路中,电源电压为20伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样,两电压表的表盘均如图(b)所示。当滑片P处于某一位置时,闭合电键S后,电压表V2示数为12伏。求:
(1)此时通过R2的电流;
(2)此时滑动变阻器R2接入的阻值。
(3)在确保电路中各元件均能正常工作的前提下,移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表V1示数的最大变化量。
【答案】(1)1.6安 (2)7.5欧 (3)5伏
【详解】(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压。滑片P处于某一位置时,闭合电键S后,电压表V2示数为12V,则R1两端的电压为U1=U-U2=20V-12V=8V
则通过R1的电流为
由于串联电路中电流处处相等,所以此时通过R₂的电流为I2=I1=1.6 A
(2)此时滑动变阻器R2接入的阻值为
(3)为保证“20 Ω 2A”滑动变阻器和电路元件正常工作,电路中电流不得超过2 A,当电路中的最大电流Imax=2 A时,此时R1的电压最大,即V1表示数最大,最大值为,电压表V1接大量程安全;
此时V2的示数为U2=U-U1大=20V-10V=10V,电压表V2接大量程安全。
当R2接入阻值最大为20Ω时,电路中的电流最小,最小电流为
此时V2表示数为U2′=IminR2大=0.8A×20Ω=16V>15V
超过电压表量程15V,会烧毁,所以电压表V2最大示数为15V,则此时R1两端的电压
U1小=U-U2大=20V-15V=5V
则V1示数最大变化量为ΔU1=U1大−U1小=10 V−5 V=5V
题型04 电功、电热与电功率的计算
4. 如图(a)所示电路,电源电压为12V且保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样,电阻R2的阻值为10Ω,开关S闭合。
(1)求通过R2的电流I2。
(2)在干路中串联一个电流表,表盘如图(b)所示,电路能正常工作,在移动R1滑片的过程中,求电路总功率的最大值Pmax和最小值Pmin的比值。
【答案】(1)1.2A (2)5:3
【详解】(1)由图可知,R1与R2并联,电源电压保持不变。并联电路中各支路电压等于电源电压,因此R2两端电压为
通过R2的电流为
(2)干路电流表电流大于,因此电流表量程为,即干路最大电流不能超过3A;同时滑动变阻器允许的最大电流为2A。 已知恒定,干路总电流,当干路电流最大时,通过滑动变阻器的最大电流为
所以干路最大电流为3A。总电流最小时,滑动变阻器接入电阻最大,此时R1的最小电流
最小总电流
电路总功率的最大值Pmax和最小值Pmin的比值为
题型05 含有敏感电阻的电路计算
5. 某小组为室内花卉种植设计了一个光照强度报警电路,如图所示。电源电压为12V,定值电阻R1的电阻为20Ω,R2为光敏电阻,其阻值与光照强度的关系如下表。当电流表示数大于或等于1.4A时会触发报警,提醒养殖人员调整遮阳棚。此时的光照强度为该植物的警戒光照强度。(Lux是衡量光照强度的基本单位,该数值越大表示光照强度越大。)
光照强度(Lux)
5
10
15
20
25
30
电阻R2阻值(Ω)
60
30
20
15
13
12
(1)求10秒电流通过R1所做的功W1;
(2)求该植物的警戒光照强度。
(3)为了适应不同育苗阶段的需求,需要将警戒光照强度调整为30Lux,但保持报警电流不变。现有两种方案:
A.用电阻R0(R0>20Ω)替换电阻R1
B.用电压为U0(U0<12V)的电源替换原电源
请判断这两种方案是否可行。若认为可行,计算相应的R0或U0的值。如果不可行,请说明理由。
(4)从实操性的角度,评价方案A或方案B。
【答案】(1)72J;(2)20 Lux;(3)方案A可行,R0的阻值为30Ω;方案B可行,U0的电压为10.5V;(4)方案B更易操作
【分析】对第(3)小问,从表格数据找出光照强度对应的电阻值。用电阻R0替换电阻R1,先根据欧姆定律求出此时通过光敏电阻的电流,再根据并联电路电流特点求出通过电阻R0的电流,然后根据欧姆定律求出电阻R0的阻值,最后根据题中条件判定方案A是否可行;用电压为U0的电源替换原电源,先根据并联电路电阻特点求出电路中的总电阻,再根据欧姆定律可得此时电源电压,最后根据题中条件判定方案B是否可行。
【详解】(1)由图可知,该光照强度报警电路为定值电阻与光敏电阻的并联电路,10秒电流通过R1所做的功
(2)由图可知,电流表测干路电流,且当电流表示数大于或等于1.4A时会触发报警,取,此时通过定值电阻的电流
根据并联电路电流特点可知,通过光敏电阻的电流
则此时光敏电阻的阻值
对照表格数据可知,该植物的警戒光照强度20Lux。
(3)当警戒光照强度为30Lux时,由表格数据可知,此时光敏电阻的阻值,此时触发报警的干路电流仍为,方案A:用电阻R0替换电阻R1。此时通过光敏电阻的电流
则通过R0的电流
电阻R0的阻值
因为,满足题设条件,所以方案A可行,且R0的阻值为。
方案B:用电压为U0的电源替换原电源。定值电阻与光敏电阻的并联,则电路中的总电阻
此时电源电压
因为10.5V<12V,满足题设条件,所以方案B可行,且U0的电压为10.5V。
(4)方案B更易操作:更换电源只需调整电压或更换电源模块,无需拆卸电路板更换电阻,操作更便捷,适合现场快速调整。方案A需要精准匹配30 Ω的电阻,实操性稍差。
1.如图(a)所示电路中,已知电源电压为6V,电阻R的阻值为20Ω,电压表和电流表的表盘如图(b)所示。当开关闭合时,求:
(1)此时电流表的示数;
(2)若电源电压不变,再次更换电阻,电表量程是否更换不确定,闭合开关后,发现电压表和电流表的指针偏离零刻度的角度恰好相同,则此时电阻大小。
【答案】(1)0.3A (2)25Ω或5Ω
【详解】(1)由电路图(a)可知,电阻R与电流表串联,电压表并联在电阻R两端,测量R两端的电压。当开关闭合时,电压表测量的是电源电压,所以电阻R两端的电压
根据欧姆定律,通过电阻R的电流为
(2)设更换后的电阻为R'。电压表和电流表的指针偏离零刻度的角度恰好相同,这表示电压表和电流表的读数占其所选量程的比例相同。设电压表读数为U',量程为U量程;电流表读数为I',量程为I量程。则有
根据欧姆定律
由于电源电压为6V,所以电阻R'两端的电压U' = 6V。为了能正常测量,电压表的量程必须选择0~15V,即
电流表有两个量程可选,因此需要分情况讨论:
情况一:电流表选择0~0.6A量程,即
此时电阻大小为
此时电路中的电流为
因为0.24A在0~0.6A的量程范围内,所以这种情况成立。
情况二:电流表选择0~3A量程,即。
此时电阻大小为
此时电路中的电流为
因为1.2A在0~3A的量程范围内,所以这种情况也成立。
综上所述,电阻大小可能为25Ω或5Ω。
2.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:
(1)通过电阻R1的电流;
(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,求出电流表示数的最大值和最小值。
【答案】(1)1.2A (2)2.5Ω (3)1.8A,0.36A
【详解】(1)分析电路可知,R1和R2串联,电压表测R1电压,电流表测电路电流。通过电阻R1的电流为
(2)根据串联电压规律,R2电压为
根据串联电流规律,R2电流为
则滑动变阻器接入电路的阻值
(3)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,电路中的电流最大为
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,则最小电流为
3. 有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾,传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲所示,工作电路如图乙所示,电源电压恒为12V,定值电阻R2=20Ω。求:
(1)被检测者未喝酒时,R1阻值;
(2)现在公认的酒驾标准为酒精气体浓度,当电流表的示数为0.2A时,通过计算并说明该司机是否酒驾?
【答案】(1)60Ω (2)该司机不属于酒驾,见解析
【详解】(1)由图甲可知,当被检测者未喝酒,即酒精气体浓度为零时,R1阻值为60Ω。
(2)由图乙可知,R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,当电流表的示数为0.2A时,R2两端的电压为U2=IR2=0.2A×20Ω=4V
R1两端的电压为U1=U-U2=12V-4V=8V
此时R1的电阻值为
由图甲可知,此时被检测者酒精气体的浓度为0.1mg/mL,结合酒驾标准可知被检测司机不属于酒驾。
4.在如图(a)所示的电路中,电源电压为6V保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样,先闭合开关S。
(1)若滑动变阻器R1接入电路阻值最大时,求通过R1的最小电流I1min;
(2)移动滑片,当电流表A的示数为如图(b)所示,电流表A₁的示数如图(c)所示,
(a)判断两个电流表的量程,并说明理由。
(b)求定值电阻R2的阻值。
【答案】(1)0.3A (2)两电流表均选用0~3A的量程,理由见解析,30Ω
【详解】(1)由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻并联。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据欧姆定律可知通过R1的最小电流
(2)(a)由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻并联。电流表A测量干路电流I,电流表A1测量通过R1的支路电流I1。根据并联电路的电流规律,干路电流大于任何一条支路的电流,即I> I1。如果电流表A1选用0~0.6A的量程,由图(c)可知其示数为I1=0.26A。此时,滑动变阻器接入电路的电阻为
因为23Ω > 20Ω,超出了滑动变阻器的最大阻值,所以电流表A1不可能选用0~0.6A的量程。
因此,电流表A1选用0~3A的量程,其示数为I1=1.3A。
由于干路电流I>I1= 1.2A,所以电流表A也必须选用0~3A的量程,由图(b)可知其示数为I= 1.5A。
(b)通过定值电阻R2的电流为I2=I-I1=1.5A-1.3A=0.2A
根据欧姆定律可知定值电阻R2的阻值为
5.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。
甲 乙
(1)闭合开关S,通过R1的电流为I0,R1的阻值为R0,干路电流为1.2I0。求电源电压U和R2连入电路的阻值。
(2)若电源电压为12伏,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1.5A”。在电路中正确串联一个电流表,其表盘如图乙所示,请通过计算判断电流表的示数能否达到某个量程的最大值。
【答案】(1)I0R0,5R0 (2)不能
【详解】(1)由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,根据并联电路各支路两端电压相等的特点,电源电压U等于R1两端的电压,电源电压为
已知通过R1的电流为,R1的阻值为,则
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的特点,通过R2的电流为两端的电压等于电源电压,即
根据欧姆定律可得,R2连入电路的阻值为
(2)若电源电压为12伏,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1.5A”,若电流表测干路电流,则R1的电流
滑动变阻器最大电流为,所以干路中的最大电流(小于电流表3A量程的最大值3A,故无法达到量程的最大值)
若电流表测R1支路的电流,(超过电流表0.6A量程的最大值)
若测支路的电流,当滑动变阻器的阻值最大时,电流最小,此时(超过电流表0.6A量程的最大值)
若电流表接3A量程也无法达到最大值3A(因为滑动变阻器的最大电流为1.5A)。综上,电流表的示数不能达到某个量程的最大值。
6. 在图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器标有“20欧 2安”字样,电压表表盘如图(a)所示。闭合开关S,电流表A的示数如图(b)所示。
(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)若用一个新的电源U'替换原来的电源,移动滑片过程中电压表示数最大变化量为10伏,求替换电源U'。
【答案】(1)8V (2)12.5Ω (3)25V或22.5V
【详解】(1)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总电流。由图(b)可知,电流表选择的量程为0~3A,其分度值为0.1A,故电路中的电流 I = 0.8A
根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压
(2)在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,则此时滑动变阻器R2两端的电压
根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器R2连入电路的阻值
(3)用新的电源替换原来的电源,电压表测量R2两端的电压。当时,则
若时,电阻R2最大,即,根据欧姆定律有
则
所以
若,此时滑动变阻器接入电路阻值最小,因为滑动变阻器的额定电流为2A,小于3A,所以电路中电流最大
则
所以
此时,当时,则
电路电流为
综上,为22.5V或25V
7.如图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”字样。闭合开关后,通过R2的电流为0.2安。
(1)求通过电阻R1的电流。
(2)求并联电路的总电阻R总。
(3)若用定值电阻R0替换电阻R1,并将电流表先后分别串接在a、b两个位置,其表盘如图(b)所示。移动滑片,发现前后两次该电流表示数的最大变化量均相等。求定值电阻R0的取值范围。(要有必要的文字说明)
【答案】(1)0.6A (2)7.5Ω (3)R0≥6Ω
【详解】(1)由电路图可知,R1和R2并联,则通过R1的电流为
(2)干路电流为I=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A
则并联电路的总电阻为
(3)在没有电流表的情况下,干路中的电流最大变化量等于滑动变阻器所在支路中的电流最大变化量,又干路中的电流一定大于支路中的电流,所以干路中的电流最大值会受到电流表最大测量值3A的限制,所以只要干路中的最大电流小于等于3A就可以保证前后两次电流表的示数变化量最大值相等,则干路电流I大≤3A,即I0+I2大≤3A
则有 即
所以R0≥6Ω,所以定值电阻R0允许的取值范围为R0≥6Ω。
8.如图所示电路,电源电压为,滑动变阻器R2为“”,闭合开关后
(1)若R2的阻值为15Ω时,求通过R2的电流大小;
(2)若在电路中再接入一个电流表A1,调节滑动变阻器使得两个电流表的示数为如图所示(电流表量程可调节),求R1的阻值。
【答案】(1)0.4A (2)见解析
【详解】(1)由图可知,两电阻并联,所以
通过R2的电流为
(2)由图可知,电流表A的示数为0.3A或1.5A,电流表A1的示数为0.24A或1.2A;当R2为最大值时,通过R2的最小电流为
则电流表A的示数应为1.5A。当电流表A1示数为1.2A时,若A1接在R1所在支路,则通过R1的电流为1.2A,故R1的阻值为
若A1接在R2所在支路,通过R1的电流为I1=I-I2=1.5A-1.2A=0.3A,则R1的阻值为
当电流表A1的示数为0.24A时,若A1接在R1所在支路,则通过R1的电流为0.24A,故R1的阻值为
若A1接在R2所在支路,最小电流为0.3A,不符合题意。
9. 如图甲所示的电路中,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是规格为“20Ω 2A”或“50Ω 1A”中的一个。闭合电键S后,电流表A的示数如图乙(a)所示,求:
(1)电阻R1两端的电压U1;
(2)现将一个表盘如图乙(b)所示的电压表并联在R2两端,要求在移动变阻器滑片P的过程中电流表示数的变化量ΔI最大,且电路中各元件都正常工作,请通过计算说明所选滑动变阻器规格并求电流表示数的最大变化量ΔI最大。
【答案】(1)8V; (2)见解析
【详解】(1)由图乙(a)所示,电路中的电流为0.8A,则电阻R1两端的电压
(2)若接入滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,允许通过的 最大电流为1A,电压表并联在R2两端时,电路中的最大电流 I大=1A,根据串联分压原理,当电压表的示数U2=15V时,电路中的电流最小,则最小电流为
所以,电流表的示数变化量
若接入滑动变阻器的规格为“20Ω,2A”,允许通过的最大电流为2A,电压表并联在R2两端时,电路中的最大电流I大'=2A,根据串联分压规律,当电压表的示数U2=15V时,电路中的电流最小,则最小电流
所以,电流表的示数变化量
综上可知,所选滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”, 电流表示数的最大变化量ΔI最大=1.1A。
10.图甲是大型机械厂用来称重的电子吊秤。某物理小组设计了“吊秤”的模拟电路如图乙,电路中电源电压恒为6V,R1为拉力敏感电阻,R0为定值电阻,拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系如下表所示。
拉力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R1/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
(1)当拉力为0N时,电流表示数为10mA,求R0的阻值;
(2)当拉力敏感电阻受到375N的拉力时,电流表的示数为多少毫安?
(3)若将电流表改装成“吊秤”刻度盘,其刻度线分布是否均匀?请简要说明理由。
【答案】(1)300Ω;(2)16mA;(3)不均匀,见解析
【详解】(1)当拉力为0N时,电流表示数为10mA,电路的总电阻
R= =600Ω
由表格数据可知:当拉力为0N时,R1=300Ω
由图可知,R1、R0串联,根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得
R0=R-R1=600Ω-300Ω=300Ω
(2)由表格数据可知,设拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为R1=300Ω-kF
当拉力为200N时,R1是180Ω,180Ω=300Ω-k×200N
k=0.6Ω/N
拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为R1=300Ω-0.6Ω/N ×F
当拉力为375N时,R1′=75Ω
此时电路的总电阻为
R′=R1′+R0=75Ω+300Ω=375Ω
所以,电流表示数
I′==0.016A=16mA
(3)根据电阻的串联特点和欧姆定律可得,电流表示数与拉力之间的关系式为
I=
由此可知:电流表示数与拉力不成正比,所以,刻度线分布不均匀。
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压轴03 电路计算题
典例·靶向·突破
题型01 电阻替换类问题
1. 【答案】(1)0.3A (2)选R2与R₁串联,并且调节R₁的阻值为5Ω
【详解】(1)由题意可知,电路为滑动变阻器R1的简单电路。电源电压U = 6V,滑动变阻器接入电路的电阻R1= 20Ω。根据欧姆定律得
(2)当电流表示数为I = 0.6A时,则电路的总电阻为
要达到10Ω的总电阻,需要将一个定值电阻与滑动变阻器R1组合。
方案一:选R2与R1组合,两电阻只能串联,因为并联总电阻会小于5Ω,不符合题意;根据串联电路电阻规律得
方案二:选R3与R1组合,两电阻只能并联,因为串联总电阻会大于15Ω,不符合题意;根据欧姆定律计算出R3支路的电流为
根据并联电路的电流规律可得
根据欧姆定律可计算出的阻值为
因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω,故该方案不符合题意。
故选R2与R1串联,并且调节R1的阻值为5Ω。
题型02 电表使用与读数问题
2. 【答案】(1)12.5Ω (2)见解析
【详解】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,图2(a)中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,电路中的电流I=0.8A,根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压
因串联电路总电压等于各分电压之和,故此时滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=18V-8V=10V
滑动变阻器R2连入电路的阻值
(2)若用“50Ω 1A”的滑动变阻器替换R2时,当电路中的电流为1A时,定值电阻两端的电压最大,滑动变阻器两端的电压最小,则R1两端的最大电压
滑动变阻器两端的最小电压
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,定值电阻两端的电压最小,滑动变阻器两端的电压最大,此时电路中的最小电流
R1两端的最小电压
滑动变阻器两端的最大电压
则
电压表示数的最大值是15V,最小值是3V。若用“20Ω 2A”的滑动变阻器替换R2时,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,电路中的最小电流
R1与R2两端的电压分别是
因电压表的最大量程为15V,所以当电压表接入AB之间时,R1两端电压最大为,所以,R1两端的电压变化量
当电压表接入CD之间时,R2两端电压最小为0,则R2两端电压变化量
每种情况下电压表示数的最大值和最小值的差值情况如下表:
选用“20欧2安”
选用“50欧1安”
电压表接AB之间:
电压表接CD之间:
电压表接AB之间:
电压表接CD之间:
题型03 电路安全与极值问题(阻值范围)
3. 【答案】(1)1.6安 (2)7.5欧 (3)5伏
【详解】(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压。滑片P处于某一位置时,闭合电键S后,电压表V2示数为12V,则R1两端的电压为U1=U-U2=20V-12V=8V
则通过R1的电流为
由于串联电路中电流处处相等,所以此时通过R₂的电流为I2=I1=1.6 A
(2)此时滑动变阻器R2接入的阻值为
(3)为保证“20 Ω 2A”滑动变阻器和电路元件正常工作,电路中电流不得超过2 A,当电路中的最大电流Imax=2 A时,此时R1的电压最大,即V1表示数最大,最大值为,电压表V1接大量程安全;
此时V2的示数为U2=U-U1大=20V-10V=10V,电压表V2接大量程安全。
当R2接入阻值最大为20Ω时,电路中的电流最小,最小电流为
此时V2表示数为U2′=IminR2大=0.8A×20Ω=16V>15V
超过电压表量程15V,会烧毁,所以电压表V2最大示数为15V,则此时R1两端的电压
U1小=U-U2大=20V-15V=5V
则V1示数最大变化量为ΔU1=U1大−U1小=10 V−5 V=5V
题型04 电功、电热与电功率的计算
4. 【答案】(1)1.2A (2)5:3
【详解】(1)由图可知,R1与R2并联,电源电压保持不变。并联电路中各支路电压等于电源电压,因此R2两端电压为
通过R2的电流为
(2)干路电流表电流大于,因此电流表量程为,即干路最大电流不能超过3A;同时滑动变阻器允许的最大电流为2A。 已知恒定,干路总电流,当干路电流最大时,通过滑动变阻器的最大电流为
所以干路最大电流为3A。总电流最小时,滑动变阻器接入电阻最大,此时R1的最小电流
最小总电流
电路总功率的最大值Pmax和最小值Pmin的比值为
题型05 含有敏感电阻的电路计算
5. 【答案】(1)72J;(2)20 Lux;(3)方案A可行,R0的阻值为30Ω;方案B可行,U0的电压为10.5V;(4)方案B更易操作
【分析】对第(3)小问,从表格数据找出光照强度对应的电阻值。用电阻R0替换电阻R1,先根据欧姆定律求出此时通过光敏电阻的电流,再根据并联电路电流特点求出通过电阻R0的电流,然后根据欧姆定律求出电阻R0的阻值,最后根据题中条件判定方案A是否可行;用电压为U0的电源替换原电源,先根据并联电路电阻特点求出电路中的总电阻,再根据欧姆定律可得此时电源电压,最后根据题中条件判定方案B是否可行。
【详解】(1)由图可知,该光照强度报警电路为定值电阻与光敏电阻的并联电路,10秒电流通过R1所做的功
(2)由图可知,电流表测干路电流,且当电流表示数大于或等于1.4A时会触发报警,取,此时通过定值电阻的电流
根据并联电路电流特点可知,通过光敏电阻的电流
则此时光敏电阻的阻值
对照表格数据可知,该植物的警戒光照强度20Lux。
(3)当警戒光照强度为30Lux时,由表格数据可知,此时光敏电阻的阻值,此时触发报警的干路电流仍为,方案A:用电阻R0替换电阻R1。此时通过光敏电阻的电流
则通过R0的电流
电阻R0的阻值
因为,满足题设条件,所以方案A可行,且R0的阻值为。
方案B:用电压为U0的电源替换原电源。定值电阻与光敏电阻的并联,则电路中的总电阻
此时电源电压
因为10.5V<12V,满足题设条件,所以方案B可行,且U0的电压为10.5V。
(4)方案B更易操作:更换电源只需调整电压或更换电源模块,无需拆卸电路板更换电阻,操作更便捷,适合现场快速调整。方案A需要精准匹配30 Ω的电阻,实操性稍差。
1.【答案】(1)0.3A (2)25Ω或5Ω
【详解】(1)由电路图(a)可知,电阻R与电流表串联,电压表并联在电阻R两端,测量R两端的电压。当开关闭合时,电压表测量的是电源电压,所以电阻R两端的电压
根据欧姆定律,通过电阻R的电流为
(2)设更换后的电阻为R'。电压表和电流表的指针偏离零刻度的角度恰好相同,这表示电压表和电流表的读数占其所选量程的比例相同。设电压表读数为U',量程为U量程;电流表读数为I',量程为I量程。则有
根据欧姆定律
由于电源电压为6V,所以电阻R'两端的电压U' = 6V。为了能正常测量,电压表的量程必须选择0~15V,即
电流表有两个量程可选,因此需要分情况讨论:
情况一:电流表选择0~0.6A量程,即
此时电阻大小为
此时电路中的电流为
因为0.24A在0~0.6A的量程范围内,所以这种情况成立。
情况二:电流表选择0~3A量程,即。
此时电阻大小为
此时电路中的电流为
因为1.2A在0~3A的量程范围内,所以这种情况也成立。
综上所述,电阻大小可能为25Ω或5Ω。
2.【答案】(1)1.2A (2)2.5Ω (3)1.8A,0.36A
【详解】(1)分析电路可知,R1和R2串联,电压表测R1电压,电流表测电路电流。通过电阻R1的电流为
(2)根据串联电压规律,R2电压为
根据串联电流规律,R2电流为
则滑动变阻器接入电路的阻值
(3)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,电路中的电流最大为
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,则最小电流为
3. 【答案】(1)60Ω (2)该司机不属于酒驾,见解析
【详解】(1)由图甲可知,当被检测者未喝酒,即酒精气体浓度为零时,R1阻值为60Ω。
(2)由图乙可知,R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,当电流表的示数为0.2A时,R2两端的电压为U2=IR2=0.2A×20Ω=4V
R1两端的电压为U1=U-U2=12V-4V=8V
此时R1的电阻值为
由图甲可知,此时被检测者酒精气体的浓度为0.1mg/mL,结合酒驾标准可知被检测司机不属于酒驾。
4.【答案】(1)0.3A (2)两电流表均选用0~3A的量程,理由见解析,30Ω
【详解】(1)由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻并联。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据欧姆定律可知通过R1的最小电流
(2)(a)由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻并联。电流表A测量干路电流I,电流表A1测量通过R1的支路电流I1。根据并联电路的电流规律,干路电流大于任何一条支路的电流,即I> I1。如果电流表A1选用0~0.6A的量程,由图(c)可知其示数为I1=0.26A。此时,滑动变阻器接入电路的电阻为
因为23Ω > 20Ω,超出了滑动变阻器的最大阻值,所以电流表A1不可能选用0~0.6A的量程。
因此,电流表A1选用0~3A的量程,其示数为I1=1.3A。
由于干路电流I>I1= 1.2A,所以电流表A也必须选用0~3A的量程,由图(b)可知其示数为I= 1.5A。
(b)通过定值电阻R2的电流为I2=I-I1=1.5A-1.3A=0.2A
根据欧姆定律可知定值电阻R2的阻值为
5.【答案】(1)I0R0,5R0 (2)不能
【详解】(1)由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,根据并联电路各支路两端电压相等的特点,电源电压U等于R1两端的电压,电源电压为
已知通过R1的电流为,R1的阻值为,则
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的特点,通过R2的电流为两端的电压等于电源电压,即
根据欧姆定律可得,R2连入电路的阻值为
(2)若电源电压为12伏,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1.5A”,若电流表测干路电流,则R1的电流
滑动变阻器最大电流为,所以干路中的最大电流(小于电流表3A量程的最大值3A,故无法达到量程的最大值)
若电流表测R1支路的电流,(超过电流表0.6A量程的最大值)
若测支路的电流,当滑动变阻器的阻值最大时,电流最小,此时(超过电流表0.6A量程的最大值)
若电流表接3A量程也无法达到最大值3A(因为滑动变阻器的最大电流为1.5A)。综上,电流表的示数不能达到某个量程的最大值。
6. 【答案】(1)8V (2)12.5Ω (3)25V或22.5V
【详解】(1)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总电流。由图(b)可知,电流表选择的量程为0~3A,其分度值为0.1A,故电路中的电流 I = 0.8A
根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压
(2)在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,则此时滑动变阻器R2两端的电压
根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器R2连入电路的阻值
(3)用新的电源替换原来的电源,电压表测量R2两端的电压。当时,则
若时,电阻R2最大,即,根据欧姆定律有
则
所以
若,此时滑动变阻器接入电路阻值最小,因为滑动变阻器的额定电流为2A,小于3A,所以电路中电流最大
则
所以
此时,当时,则
电路电流为
综上,为22.5V或25V
7.【答案】(1)0.6A (2)7.5Ω (3)R0≥6Ω
【详解】(1)由电路图可知,R1和R2并联,则通过R1的电流为
(2)干路电流为I=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A
则并联电路的总电阻为
(3)在没有电流表的情况下,干路中的电流最大变化量等于滑动变阻器所在支路中的电流最大变化量,又干路中的电流一定大于支路中的电流,所以干路中的电流最大值会受到电流表最大测量值3A的限制,所以只要干路中的最大电流小于等于3A就可以保证前后两次电流表的示数变化量最大值相等,则干路电流I大≤3A,即I0+I2大≤3A
则有 即
所以R0≥6Ω,所以定值电阻R0允许的取值范围为R0≥6Ω。
8.【答案】(1)0.4A (2)见解析
【详解】(1)由图可知,两电阻并联,所以
通过R2的电流为
(2)由图可知,电流表A的示数为0.3A或1.5A,电流表A1的示数为0.24A或1.2A;当R2为最大值时,通过R2的最小电流为
则电流表A的示数应为1.5A。当电流表A1示数为1.2A时,若A1接在R1所在支路,则通过R1的电流为1.2A,故R1的阻值为
若A1接在R2所在支路,通过R1的电流为I1=I-I2=1.5A-1.2A=0.3A,则R1的阻值为
当电流表A1的示数为0.24A时,若A1接在R1所在支路,则通过R1的电流为0.24A,故R1的阻值为
若A1接在R2所在支路,最小电流为0.3A,不符合题意。
9. 【答案】(1)8V; (2)见解析
【详解】(1)由图乙(a)所示,电路中的电流为0.8A,则电阻R1两端的电压
(2)若接入滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,允许通过的 最大电流为1A,电压表并联在R2两端时,电路中的最大电流 I大=1A,根据串联分压原理,当电压表的示数U2=15V时,电路中的电流最小,则最小电流为
所以,电流表的示数变化量
若接入滑动变阻器的规格为“20Ω,2A”,允许通过的最大电流为2A,电压表并联在R2两端时,电路中的最大电流I大'=2A,根据串联分压规律,当电压表的示数U2=15V时,电路中的电流最小,则最小电流
所以,电流表的示数变化量
综上可知,所选滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”, 电流表示数的最大变化量ΔI最大=1.1A。
10.【答案】(1)300Ω;(2)16mA;(3)不均匀,见解析
【详解】(1)当拉力为0N时,电流表示数为10mA,电路的总电阻
R= =600Ω
由表格数据可知:当拉力为0N时,R1=300Ω
由图可知,R1、R0串联,根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得
R0=R-R1=600Ω-300Ω=300Ω
(2)由表格数据可知,设拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为R1=300Ω-kF
当拉力为200N时,R1是180Ω,180Ω=300Ω-k×200N
k=0.6Ω/N
拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为R1=300Ω-0.6Ω/N ×F
当拉力为375N时,R1′=75Ω
此时电路的总电阻为
R′=R1′+R0=75Ω+300Ω=375Ω
所以,电流表示数
I′==0.016A=16mA
(3)根据电阻的串联特点和欧姆定律可得,电流表示数与拉力之间的关系式为
I=
由此可知:电流表示数与拉力不成正比,所以,刻度线分布不均匀。
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压轴03 电路计算题
命题预测
上海初中物理电路计算题主要类型包括:电阻替换问题、串并联电路计算(电流、电压、电阻、电功、电功率、热量)、电表使用与读数、电路安全范围分析等。
高频考法
1. 电阻替换类问题;要求用一个定值电阻或滑动变阻器替换原电路中的某个电阻,分析计算替换后电学物理量的变化范围,或求解新电阻的阻值。
2. 电表使用与读数问题:包括电流表、电压表的量程选择、读数方法以及指针偏转角度相同的特殊情形。
3. 电路安全与极值问题(阻值范围):综合考查电源电压、电表量程、滑动变阻器规格等限制条件,求解电流、电压或电阻的变化范围。
4. 电功、电热与电功率的计算。
5. 含有敏感电阻的电路计算。
知识·技法·思维
模块
知识
技法
串联电路
综合计算
1. 欧姆定律:I=U/R
2. 串联电路的特点:
I = I1= I2 U=U1+U2
R总=R1+R2
3. 电表的量程与分度值
4. 滑动变阻器的使用
1.电源电压可以认为是不变的。移动滑动变阻器的滑片时,两个用电器两端的电压变化量是相等的。
2.计算滑动变阻器允许接入电路的最大电阻时,对应的电流最小。
并联电路
综合计算
1. 欧姆定律:I=U/R
2. 并联电路的特点:
I = I1+ I2 U=U1=U2
1/R总=1/R1+1/R2
3. 电表的量程与分度值
4. 滑动变阻器的使用
1. 并联电路,干路电流等于各支路电流之和,各之路互不影响,干路电流的变化量与支路电流的变化量相等。
2. 并联电路,各支路两端的电压相等,都等于电源电压,通常情况下可认为不变。
电功、电功率与电热综合计算
1. 电功:W=Uit,W=Pt
2. 电功率:P=W/t =UI
推导公式:P=U2/R=I2R
3. 额定电压与额定功率:例如灯泡上标有“220V 40W”,220V是额定电压,40W是额定功率。
4. 热量的计算:Q= I2Rt。
1. 串并联电路,电功、电功率、热量规律:
W总=W1+W2=U1I1t1+U2I2t2
P总=P1+P2=U1I1+U2I2
Q总=Q1+Q2=I12R1t1+ I22R2t2
2. 判断电路类型及公式使用条件
(1)纯电阻电路(如电灯、电炉):电能全部转化为内能,公式均可使用。
(2)非纯电阻电路(如电动机、洗衣机):只能用下列公式进行计算。
电功:W=UIt;电功率:P=W/t =UI;
热量:Q= I2Rt。
含敏感电阻的电路计算
常见的敏感电阻类型:
热敏电阻:温度↑,阻值↓(负温度系数最常见)
光敏电阻:光照↑,阻值↓
气敏电阻:接触特定气体(如酒精)后,阻值↓
压敏电阻:压力↑,阻值↓
核心在于理解“敏感电阻”如何随环境变化影响整个电路,进而分析电流、电压的变化趋势。这类题常出现在中考压轴题中,但掌握规律后可快速突破。
典例·靶向·突破
题型01 电阻替换类问题
1. 如图所示电路中,电源电压为6伏保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”字样。
(1)若R1接入电路的电阻为20欧,求闭合开关S后,通过R1的电流I1;
(2)现有阻值为5欧的电阻R2和阻值为15欧的电阻R3,选择其中一个电阻以某种方式接入原电路M、N两点之间。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.6安。请计算说明连接的方式以及所选的电阻、滑动变阻器R1对应接入电路的阻值。
题型02 电表使用与读数问题
2. 在图1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后,电流表A的示数如图2(a)所示(量程仅有0~3A完好)
(1)求:此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(2)现有“20欧2安”、“50欧1安”字样的两个滑动变阻器,分别来替换R2;另将一个表盘如图2(b)所示的电压表接入电路的“AB”或“CD”两点间。确保电路安全的前提下,移动变阻器滑片P的过程中,请直接在表格中填出每种情况下电压表示数的最大值和最小值的差值。
选用“20欧2安”
选用“50欧1安”
题型03 电路安全与极值问题(阻值范围)
3. 在图(a)所示的电路中,电源电压为20伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样,两电压表的表盘均如图(b)所示。当滑片P处于某一位置时,闭合电键S后,电压表V2示数为12伏。求:
(1)此时通过R2的电流;
(2)此时滑动变阻器R2接入的阻值。
(3)在确保电路中各元件均能正常工作的前提下,移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表V1示数的最大变化量。
题型04 电功、电热与电功率的计算
4. 如图(a)所示电路,电源电压为12V且保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样,电阻R2的阻值为10Ω,开关S闭合。
(1)求通过R2的电流I2。
(2)在干路中串联一个电流表,表盘如图(b)所示,电路能正常工作,在移动R1滑片的过程中,求电路总功率的最大值Pmax和最小值Pmin的比值。
题型05 含有敏感电阻的电路计算
5. 某小组为室内花卉种植设计了一个光照强度报警电路,如图所示。电源电压为12V,定值电阻R1的电阻为20Ω,R2为光敏电阻,其阻值与光照强度的关系如下表。当电流表示数大于或等于1.4A时会触发报警,提醒养殖人员调整遮阳棚。此时的光照强度为该植物的警戒光照强度。(Lux是衡量光照强度的基本单位,该数值越大表示光照强度越大。)
光照强度(Lux)
5
10
15
20
25
30
电阻R2阻值(Ω)
60
30
20
15
13
12
(1)求10秒电流通过R1所做的功W1;
(2)求该植物的警戒光照强度。
(3)为了适应不同育苗阶段的需求,需要将警戒光照强度调整为30Lux,但保持报警电流不变。现有两种方案:
A.用电阻R0(R0>20Ω)替换电阻R1
B.用电压为U0(U0<12V)的电源替换原电源
请判断这两种方案是否可行。若认为可行,计算相应的R0或U0的值。如果不可行,请说明理由。
(4)从实操性的角度,评价方案A或方案B。
1.如图(a)所示电路中,已知电源电压为6V,电阻R的阻值为20Ω,电压表和电流表的表盘如图(b)所示。当开关闭合时,求:
(1)此时电流表的示数;
(2)若电源电压不变,再次更换电阻,电表量程是否更换不确定,闭合开关后,发现电压表和电流表的指针偏离零刻度的角度恰好相同,则此时电阻大小。
2.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:
(1)通过电阻R1的电流;
(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,求出电流表示数的最大值和最小值。
3. 有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛用来检测酒驾,传感器R1的阻值随酒精气体浓度的变化如图甲所示,工作电路如图乙所示,电源电压恒为12V,定值电阻R2=20Ω。求:
(1)被检测者未喝酒时,R1阻值;
(2)现在公认的酒驾标准为酒精气体浓度,当电流表的示数为0.2A时,通过计算并说明该司机是否酒驾?
4.在如图(a)所示的电路中,电源电压为6V保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样,先闭合开关S。
(1)若滑动变阻器R1接入电路阻值最大时,求通过R1的最小电流I1min;
(2)移动滑片,当电流表A的示数为如图(b)所示,电流表A₁的示数如图(c)所示,
(a)判断两个电流表的量程,并说明理由。
(b)求定值电阻R2的阻值。
5.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。
甲 乙
(1)闭合开关S,通过R1的电流为I0,R1的阻值为R0,干路电流为1.2I0。求电源电压U和R2连入电路的阻值。
(2)若电源电压为12伏,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1.5A”。在电路中正确串联一个电流表,其表盘如图乙所示,请通过计算判断电流表的示数能否达到某个量程的最大值。
6. 在图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器标有“20欧 2安”字样,电压表表盘如图(a)所示。闭合开关S,电流表A的示数如图(b)所示。
(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)若用一个新的电源U'替换原来的电源,移动滑片过程中电压表示数最大变化量为10伏,求替换电源U'。
7.如图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“50Ω 2A”字样。闭合开关后,通过R2的电流为0.2安。
(1)求通过电阻R1的电流。
(2)求并联电路的总电阻R总。
(3)若用定值电阻R0替换电阻R1,并将电流表先后分别串接在a、b两个位置,其表盘如图(b)所示。移动滑片,发现前后两次该电流表示数的最大变化量均相等。求定值电阻R0的取值范围。(要有必要的文字说明)
8.如图所示电路,电源电压为,滑动变阻器R2为“”,闭合开关后
(1)若R2的阻值为15Ω时,求通过R2的电流大小;
(2)若在电路中再接入一个电流表A1,调节滑动变阻器使得两个电流表的示数为如图所示(电流表量程可调节),求R1的阻值。
9. 如图甲所示的电路中,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是规格为“20Ω 2A”或“50Ω 1A”中的一个。闭合电键S后,电流表A的示数如图乙(a)所示,求:
(1)电阻R1两端的电压U1;
(2)现将一个表盘如图乙(b)所示的电压表并联在R2两端,要求在移动变阻器滑片P的过程中电流表示数的变化量ΔI最大,且电路中各元件都正常工作,请通过计算说明所选滑动变阻器规格并求电流表示数的最大变化量ΔI最大。
10.图甲是大型机械厂用来称重的电子吊秤。某物理小组设计了“吊秤”的模拟电路如图乙,电路中电源电压恒为6V,R1为拉力敏感电阻,R0为定值电阻,拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系如下表所示。
拉力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R1/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
(1)当拉力为0N时,电流表示数为10mA,求R0的阻值;
(2)当拉力敏感电阻受到375N的拉力时,电流表的示数为多少毫安?
(3)若将电流表改装成“吊秤”刻度盘,其刻度线分布是否均匀?请简要说明理由。
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