摘要:
**基本信息**
聚焦欧姆定律综合计算,以实际应用场景为载体,系统构建“电路分析-公式应用-跨学科转换”解题体系,强化科学思维与模型建构能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础应用|1-2题|串联电路欧姆定律基本计算、保护电阻作用分析|欧姆定律公式→串联分压规律→电阻与长度关系|
|综合拓展|3-6题|动态电路参数计算、仪器量程确定|电路状态分析→电表示数转换→力学量(拉力/身高)关联|
|实际创新|7-12题|跨学科(力-电)综合建模、故障分析|热敏/压敏电阻特性→数据表格处理→实际问题解决方案|
内容正文:
2026年中考物理三轮冲刺提高训练:
欧姆定律综合应用之计算专题
1.为锻炼身体,小明利用物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω,a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝,电阻R1最大阻值为25Ω,电源电压U=3V,电流表的量程为0~0.6A。则:
(1)小明在电路中连入R0的目的是________。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,求此时闭合开关后电流表的示数。
(3)已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。闭合开关后,若电流表指针在0.3A处,求作用在拉环上水平向右的拉力大小。
2.如图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计)。电压表量程为0~3伏,a、b是一根长为6厘米的均匀电阻丝,阻值R1=30欧,电源电压U=6伏。
(1)要保证电压表能正常工作,电路中R0至少应为________。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为________伏。
(3)已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示,若R0=45欧,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在0.8伏处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力器的量程为多少?
3.如图所示电路中,电源电压U=12V恒定不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,小灯泡L的额定电压为5V,电流表的量程(0~0.6A或0~3A)。只闭合S3,且变阻器连入电路的电阻为30Ω时,电流表的示数为0.3A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)灯丝电阻。
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,变阻器R2连入电路的阻值。
(3)闭合S1、S2、S3,为保证不损坏电流表,变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围。
4.如图甲所示为某实验室的自动恒温箱,该恒温箱工作环境的温度为15℃左右,恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成,简化后的电路图如图乙所示。控制电路中的电源两端电压为12V,定值电阻R1的阻值为5kΩ,R2为装在恒温箱内的热敏电阻,如图32丙所示为R2阻值随温度变化的图像。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间。当热敏电阻R2的阻值发生变化时,A、B间的电压UAB随之发生变化。电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。当UAB小于2V时,鉴别器将使加热电路中开关S闭合,使加热电路的电热丝通电而发热,从而使箱内温度升高;当UAB大于3V时,鉴别器将使开关S断开,停止加热。在分析电路时,可将电压鉴别器内部视为断路。求:
(1)恒温箱内部的温度为20℃时,通过热敏电阻R2的电流;
(2)该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围;
(3)若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,通过计算说明可采取怎样的措施?
5.小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力,设计了一个实验装置,如图甲所示。电源电压保持3V不变,电流表量程为0~1A,电阻不计,粗细均匀的电阻丝MN全长12cm,总电阻为9Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比。水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示,弹簧左端固定,右端连接有滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连。滑片与电阻丝始终保持良好接触,水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝左端相接触,此时电流表满偏。测量时,滑块稳定后,小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小。
(1)电阻Ro的阻值为多少?
(2)当电流表读数为0.5A时,物体所受的冲击力大小为多少?
6.如图是小明设计的一个简易“电子身高测量仪”的示意图。其中,电源电压恒为6V,保护电阻R0=20Ω;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据见下表。若已知小英测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置.根据题中提供的信息,解决下列问题:
物理量
小聪
小英
小亮
A表示数I/A
0.20
0.15
0.12
V表示数U/V
2.0
3.0
3.6
身高h/m
*
1.6
*
①电阻棒的总电阻有多大?
②通过计算求出小聪或者小亮的身高;
③如果要简化该原理图,只保留电压表或电流表,简化后在保留表的表盘上刻画出对应的身高值,并且要求表的示数变大时对应的身高值增加.分析说明,应该保留哪个表?通过计算说明该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表的那个刻度值上?最大量程值是多少?
7.学习了电学相关知识后,学校举办了一次综合实践活动,活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤。如图是小红设计的电子秤原理图,其中E为干电池(2节);A是电流表(电子秤示数表盘);R0是定值电阻(5Ω);R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝。C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图所示(塑料盘的重力不计,g取10N/kg,制作时,调整弹簧的长度,使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。
(1)该电子秤的最大称量是________;
(2)当电流表的指针指在0.3A处时,所称重物的质量是多少?
(3)从理论上说明该方案的二处最大不足是________;并画出你设计的原理电路图。
8.在图甲所示的电路中,电源电压6V保持不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电压表的示数如图乙所示。
(1)求通过电阻R1的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)现有阻值分别为2Ω、10Ω、50Ω、100Ω的四个定值电阻,请选择其中一个定值电阻替换电路中的电阻R2,要求:电压表选择合适的量程后,闭合开关S,能使电压表指针偏离到图乙所示指针位置的一半。请判断:所提供的四个定值电阻是否符合要求,若有符合,请具体说明是哪个电阻,并指出电压表所选用的量程;若不符合,请说明理由。
9.如图所示的电路中,电源电压为18V且不变,电阻R1的阻值为6Ω,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。闭合电键S后,电压表V1的示数为6伏。求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)若电压表V1、V2所接的量程均为0~15伏,在保证电路安全工作的情况下,计算滑动变阻器R2允许接入电路的电阻范围。
10.如图是水果自动筛选装置,原理如下:传送带上的水果经过检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当R0两端电压小于一定值时,机械装置启动,将质量较小的水果推出传送带,实现自动筛选功能。已知:电源电压为12 伏,R0=20 欧姆,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如下表所示。
压力(牛)
0
1
2
3
4
5
R的大小(欧)
100
60
43
30
22
20
(1)根据压敏电阻R的阻值随压力变化关系,当0.3千克的水果经过检测点时压敏电阻的阻值是________。
(2)当检测点上没有水果时,电路的电流是多大?
(3)筛选不同等级的水果,质量标准是不同的。当质量小于0.3千克水果经过压力监测点时,R0两端电压小于3伏,此时机械装置启动,将0.3千克以下的水果推出传送带,实现自动筛选。请你分析上述电路是否符合要求?若符合要求,请写出判断的结果;若不符合要求,你认为对电路可进行如何改进?
11.小明通过查阅资料了解到,航天科研人员采用如下方法进行检验“天宫二号”舱体的气密性。将待检验的舱体M置于一个集气空腔N中,如图所示。为了模拟飞船飞行时的环境,先对舱体M充入压强为1.0×105帕的空气。再把集气空腔N抽成真空(集气空腔N不漏气)。若舱体漏气,经过一段时间便会有气体从舱体M进入集气空腔N中,舱体M中的气压将减小,集气空腔N中的气压将增大。为了测量舱体M和集气空腔N中的气压,设计了如图所示的电路。其中RM、RN是两个完全相同的可变电阻,其电阻值会随气体压强大小发生变化。己知舱体舱门的面积是0.6m2,整个过程温度不变。电路中岛的阻值为10欧,电源电压恒为9伏。可变电阻RM、RN的阻值随气体压强变化关系如表格所示。
可变电阻受到的气压(x105帕)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
可变电阻对应的电阻值(欧)
50
40
30
22
15
12
10
8
6
5
4
回答下列问题:
(1)若舱体不漏气,当单刀双掷开关S接a时,电流表的示数为________(保留2位小数):
(2)若舱体漏气,当开关S接b时,电压表的示数将________ (填“逐渐变大”、“逐渐变小”、“不变”):
(3)在检验过程中的某一时刻,当开关S接a时,电压表的示数为4.5伏,当开关S接b时,电流表的示数为0.18安,此时舱门受到的内外压力差是多少牛?(列出计算过程)
12.如图所示,甲为电路的连接情况,R1=20欧,R2为滑动变阻器,乙为R3的I-U图像,电源电压保持不变。当S1闭合,S2断开时,若滑片P在a端,则电流表示数为0.6安;若滑片P在b端,则电压表示数为8伏。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,求电流表的示数。
参考答案
1.(1)保护电路
(2)当滑片P在a端时,R0与Rab串联,
此时电流表的示数为:;
(3)当电流为0.3A时
串联电路的总电阻为:;
变阻器连入电路中的电阻为:Rab′=R'总-R0=10Ω-5Ω=5Ω;
连入电路中的电阻线长度:;
则弹簧的伸长量:△L=5cm-1cm=4cm,
根据图乙可知,拉力:F=400N。
【解析】(1)当滑片P在b端时Rab=0,如果没有定值电阻R0将会造成电源短路;
(2)当滑片P在a端时,R0与Rab串联,利用欧姆定律求此时电路中的电流;
(3)当电流为0.3A时,利用欧姆定律求出总电阻,然后根据Rab′=R'总-R0求出变阻器接入电阻值,接下来根据电阻和长度成正比计算连入电路中的电阻线长度,再根据伸长量=电阻线长度-接入长度求出弹簧的伸长量,再由乙图得出拉力大小。
2.(1)30欧
(2)0
(3)解:I= = =0.08安
Rap= =10欧
Lap= ×6厘米=2厘米
由图乙知此时拉力F=200牛
R0=45欧时,R1两端电压为2.4伏,即电压表最大示数为2.4伏,不会超过量程,所以P滑到b端时拉力器示数最大,此时Δl=6厘米
Fmax=600牛,即拉力器量程为0~600牛。
【解析】(1)根据串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值;电压表示数为3V时,电路电流:I===0.1A,此时电阻R0的阻值:R0====30Ω;
(2)根据电路图分析答题;由图示可知,滑片在a端时,电压表所测电压为零,电压表示数为0V;
(3)由串联电路特点与欧姆定律求出与电压表并联的电阻阻值,然后求出弹簧的伸长量,再求出拉力大小;最后由图象求出拉力器的量程。
3.(1)只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,
由I= 可得,电路中的总电阻:R= = =40Ω,
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
所以,灯丝的电阻:RL=R﹣R2=40Ω﹣30Ω=10Ω;
(2)只闭合S3时,灯泡正常发光时的电压为5V,
因串联电路中各处的电路相等,
所以,电路中的电流I′=IL= = =0.5A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压:U2=U﹣UL=12V﹣5V=7V,
滑动变阻器接入电路中的电阻:R2= = =14Ω;
(3)闭合S1、S2、S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1的电流:I1= = =0.6A,
则电流表的量程为0~3A,
当滑动变阻器接入电路中的电阻R2=50Ω时电流表的示数最小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表的最小示数:Imin= + = + =0.6A+0.24A=0.84A,
当电流表选接0~3A,且示数为3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时通过滑动变阻器的电流:I2=Imax﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2′= = =5Ω,
即R2取值范围为5Ω~50Ω,电流表的示数范围为3A~0.84A。
【解析】(1)只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出灯丝的电阻;
(2)只闭合S3时,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出电路中的电流,利用串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出变阻器R2连入电路的阻值;
(3)闭合S1、S2、S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据欧姆定律求出通过R1的电流,然后确定电流表的量程;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电流表的示数最小,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出其大小;当电流表的示数最大为3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小值即可得出答案。
4.(1)由图象知,当恒温箱内部的温度为20℃时,R2=25kΩ,此时电路总电阻为R=R1+R2=5kΩ+25kΩ=30kΩ=3×104Ω;通过热敏电阻R2的电流为 ;
答:恒温箱内部的温度为20℃时,通过热敏电阻R2的电流为4×10-4A
(2)当U1=2V时,U2=U-U1=12V-2V=10V,因为 ,所以 ,由图象知,t=20℃;当U1′=3V时,U2=U-U1′=12V-3V=9V,因为 ,所以 ,由图象知,t′=35℃;即该恒温箱的温度将保持在20℃~35℃之间;
答:该恒温箱内的温度将保持在20℃~35℃的范围
(3)由图象知,当恒温箱内温度为45℃时,热敏电阻阻值为10kΩ,
UAB=3V时,加热开关断开,通过热敏电阻的电流为 ;
此时R1的阻值变为 .
所以若升高恒温箱内的最高温度,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,可以减小定值电阻R1的阻值.
答:若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃,可以减小定值电阻R1的阻值
【解析】(1)首先由图象得到温度为20℃时,热敏电阻R2的阻值;然后根据串联电路的电阻特点得到电路总电阻;最后根据欧姆定律得到通过热敏电阻R2的电流;
(2)已知电压鉴别器的控压范围及电源电压,控压得到两种情况下热敏电阻的阻值,根据图象确定恒温箱中温度的变化范围;
(3)根据恒温箱内最高温度首先确定热敏电阻的阻值,然后利用欧姆定律得到使开关断开需要的电路电流;最后得到R1的阻值,从而确定采取的措施.此题是一道联系实际的电学应用题,考查了串联电路的特点、欧姆定律计算公式及其变形公式的掌握和应用,读懂题目信息,充分利用串联电路特点,是解答此题的关键。
5.(1)电流表满偏时,电流I=1A,由I= 可得,
(2)电流为I'=0.5A时,电阻丝电阻R= ,
因为粗细均匀的电阻丝MN全长12cm,总电阻为9Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比.所以接入电路的长度为4cm,由图乙知:F=4N/cm×4cm=16N
【解析】(1)根据 I= 的 变形式R=求解;
(2)根据 I= 的 变形式R=求出电阻丝的阻值,再根据“ 它的阻值与其接入电路的长度成正比 ”求出电阻丝的长度,最后根据图乙求出冲击力的大小。
6.由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压.
①由表中数据可知,当P在中点时,U中=3V,I中=0.15A,
根据欧姆定律可得: ,
电阻棒的总电阻:R总=2R总=2×20Ω=40Ω;
②小聪量身高时接入电路的电阻: ,
∴接入电路的长度为10cm,小聪的身高是160cm-20cm+10cm=150cm;
小亮量身高时接入电路的电阻: ,
∴接入电路的长度为30cm,所以小亮的身高是160cm-20cm+30cm=170cm;
③当身高增加时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,
∵ ,
∴电路中的电流变小即电流表的示数变小,定值电阻R0两端的电压变小,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,
∴电阻棒两端的电压变大,即电压表的示数变大,故应保留电压表;
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴当达到最大量程时,电路中的电流: ,
电压表的示数:U=IR=0.1A×40Ω=4V,
即该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表4V的刻度值上;当滑片在a点时,滑动变阻器全部接入电路,∴测量范围最大是160cm-20cm+40cm=180cm.
答:①电阻棒的总电阻有40Ω;②小聪或者小亮的身高分别为:150cm、170cm;③当身高增加时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,当电源电源一定时,电流表的示数变小,而电压表的示数变大,所以应保留电压表;该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表4V的刻度值上,最大量程值是180cm.
【解析】由电路图可知,滑动变阻器与电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压.①由表格数据可知小英测量滑片恰在电阻棒ab的中点位置时电表的示数,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中一半时的阻值,进一步求出电阻棒的总电阻;②根据欧姆定律分别求出小聪和小亮对应接入电路的电阻和电阻丝的长度,进一步求出两者的高度以及a点、b点的高度即该测量仪的身高测量范围;③根据身高的变化判断电阻棒接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律确定电路中电流的变化和定值电阻两端电压的变化,根据串联电路的电压特点确定电压表示数的变化,从确定保留的电表;当最大称量时,电阻棒接入电路的电阻最大,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出电路中的电流,利用欧姆定律求出电压表的示数即可得出应该刻画在表的哪个刻度值上,再利用(2)的办法求出最大量程值.本题考查通过计算电阻的大小得出人的身高,关键是计算出滑动变阻器接入电路的长度,要知道电流表和电压表分别测量哪部分的电流和电压,要学会从题目所给信息中找到有用的数据.
7.(1)6kg
(2)当电流表的指针指在0.3A处时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R′;
由欧姆定律得:
R′=5Ω;
由题意分析可知此时弹簧的压缩量: ;
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G′=F′=20N,所以物体的质量 ;
(3)刻度不均匀,而且当物重增加时,电表示数反而要降低
【解析】(1)当弹簧的压缩量为6cm时,称为最大称量;
由图象可知,此时弹簧所受的压力为60N,即G=F=60N,
所以 ;
(2)由图可知,当滑片P在R的a端时,电路中的电流最大,
即 ;
即为电流表的最大量程为0~0.6A;
(3)由 可知,U、R0为定值,I与R不成正比,也不成反比,即I不能随R的变化而均匀变化,故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀.如图所示:
8.(1)I1=U1/R1=2V/10Ω=0.2A
(2)R2=U2/I1=4V/0.2A=20Ω
(3)电压表示数为原来的一半
①小量程(0~3V)时,U1=1V,I=U1/R1=1V/10Ω=0.1A,R2=U2/I=5V/0.1A=50Ω
②大量程(0~15V)时,U1=5V,I=U1/R1=5V/10Ω=0.5A,R2=U2/I=1V/0.5A=2Ω
所以符合要求的电阻分别是2Ω和50Ω的两个电阻
【解析】(1)首先读出电压表的示数即电阻R1的电压,然后根据计算通过电阻R1的电流;
(2)首先根据U2=U-U1计算出电阻R2两端的电压,然后根据;
(3)如果电压表使用小量程(0~3V),那么电压表的示数U1=1V,首先根据计算出这时电流,然后再根据计算出R2的阻值;如果电压表使用大量程(0~15V),那么电压表的示数U1=5V,用同样的方法再次求出R2的阻值,据此选择电阻即可。
9.(1)I1=U1/R1=6V/6Ω=1A
(2)R2=U2/I2=(18-6)V/1A=12Ω
(3)当U1=15V时,I1=U1/R1=15V/6Ω=2.5A,
2.5A>2A所以不行,R=U/I=18V/2A=9Ω
R2=R-R1=3Ω
当U2=15V时,U1=18V-15V=3V,
R2/R1=U2/U1
R2/6Ω=15V/3V
R2=30Ω
所以R2的阻值范围是3Ω至30Ω
【解析】(1)电压表V1测电阻R1的电压,已知电压和电阻根据公式计算即可;
(2)首先根据U2=U-U1计算出变阻器两端的电压,然后根据计算即可;
(3)首先根据电压表V1的量程计算出通过电阻R1的最大电流,然后与变阻器的最大电流比较,确定电路的最大电流,然后根据计算出总电阻,根据计算出变阻器接入的最小电阻;当电压表V2满量程时,根据计算出这时电阻R1的电压,然后根据串联电路电压与电阻成正比,即计算出变阻器接入的最大阻值即可。
10. (1)30Ω
(2)当监测点上没有水果时,压力为0N,这时压敏电阻的阻值是100Ω,
电路电流为:;
(3)不能 ;可将R0改为可调电阻 等合理即可
【解析】(1)0.3kg水果的重力为:;观察表格可知,这时压敏电阻的阻值是3N;
(2)当监测点上没有水果时,压力为0N,这时压敏电阻的阻值是100Ω,
电路电流为:;
(3)当0.3kg的水果通过监测点时,压敏电阻是30Ω,
这时电路电流为:;
这时R0两端的电压为: ,
因此电路不符合要求。
此时定值电阻分得电压太多,因此可以将它的阻值变小,即将R0改为可调电阻。
11.(1)0.64A
(2)逐渐变大
(3)解:∵U0=4.5V U总=9V
∴UM=4.5V RM= R0=10Ω 查表可得 P内=0.6×105Pa
∵ IN=0.18A U0= IN ×R0=1.8V
∴ UN=7.2V RN= 40Ω 查表可得 P外=0.1×105Pa
△F=△P×S=0.5×105Pa×0.6m2=30000N
【解析】(1)若舱体不漏气,那么RM受到的压强就是 , 查表得到这时RM阻值4Ω;
那么电流表的示数为:;
(2)若舱体漏气,那么N舱的气体压强会增大,N舱里面RN的阻值变小;因为RN与外面的R0串联,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,RN的电压会减小,而电压表的示数会增大。
(3)当开关S接a时,RM与R0串联,
通过电路的电流:
这时RM的阻值为: ,
查表得到:。
当开关S接b时,RN与R0串联,
电路的总电阻:;
这时RN的阻值为: ,
查表得到:。
内外压力差:
12.(1)解:当S1闭合,S2断开时,滑片P在a端,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流
由I= 可得,电源电压:U=IaR1=0.6安×20欧=12伏
(2)解:当S1闭合,S2断开时,滑片P在b端,R2接入电路的电阻最大,电压表测R2两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R1两端的电压:U1=U-U2=12伏-8伏=4伏
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:Ib= = ,即 =
R2=40欧
(3)解:当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流
由图乙可知,当R3两端的电压U3=6伏时,通过的电流I3=0.3安
则R3的阻值:R3= = =20欧
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以电路中的总电阻:R= = =10欧
干路电流表的示数:I= = =1.2安
【解析】(1)当S1闭合,S2断开时,滑片P在a端,变阻器接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当S1闭合,S2断开时,滑片P在b端,接入电路中的电阻最大,电压表测R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)根据图乙读出任意一组电流和电压值,根据欧姆定律求出R3的阻值,当S1、S2均闭合,且滑片P在a端时,R1与R3并联,电流表测干路电流,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用欧姆定律求出干路电流。
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