电学综合专题--动态电路 -2026-2027学年沪科版(五四学制)物理九年级上学期
2026-09-06
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摘要:
**基本信息**
以“部分→整体→部分”分析流程为核心,整合程序法与串反并同法,构建动态电路(开关/滑片变化)系统解题体系,强化科学思维与模型建构。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|核心思路|1流程+1图解|部分→整体→部分分析流程;串分压、并分流原则|从电路变化类型(开关/滑片)到串并联规律推导,形成“现象→规律→应用”链条|
|常用方法|2类方法|程序法(阻值→总阻→总流→部分量);串反并同法(串减并增)|方法基于欧姆定律与串并联特点,体现科学推理与问题解决逻辑|
|典型题型|3类典例|串联滑片移动(R₂↑→I↓→U₁↓)、开关变化(短路→总阻↓)、并联滑片移动(支路独立)|题型覆盖中考高频考法,典例含易错点(测量对象、电源电压)|
内容正文:
上海沪科版(五四学制)动态电路专题
一、动态电路的定义与类型
1.动态电路是指由于滑动变阻器滑片移动或电路中开关状态不同而使电路中的电流发生改变的电路。
2.主要分为两类:
(1)开关闭合改变方式:开关的断开和闭合会使用电器的连接方式发生改变,即在单阻、串联、并联三种方式间发生转化,三种方式间电阻大小关系为:R串 > R单 > R并。
(2)滑片移动改变电阻:滑动变阻器滑片的移动不改变电路的连接方式,直接改变接入电阻的大小。
二、电路分析基础
1. 串并联电路特点
电路类型
电流
电压
电阻
分配关系
串联
I = I₁ = I₂
U = U₁ + U₂
R = R₁ + R₂
分压:
并联
I = I₁ + I₂
U = U₁ = U₂
分流:
2. 电阻串并联的推论
(1)任意一个电阻阻值增大,总电阻增大;阻值减小,总电阻减小(无论串并联)。
(2)串联电路中,总电阻大于任一分电阻;并联电路中,总电阻小于任一分电阻。
(3)并联电路。各用电器独立工作,互不影响,一条支路断路不影响其他支路。
三、动态电路分析的核心思路
1. 基本分析流程
部分 → 整体 → 部分
即:先确定哪个电阻发生变化 → 判断总电阻变化 → 根据欧姆定律判断总电流变化 → 再利用串并联规律判断各支路电流和电压变化。
2. 分析思路图解
滑动变阻器滑片移动/开关闭合断开
↓
电路总电阻变化
↓
总电流变化(电源电压不变)
↓
定值电阻两端电压变化
↓
滑动变阻器两端电压变化
3. 核心原则
串联分压正比:阻值大的电阻分得的电压大(阻大压大)。
并联分流反比:阻值大的电阻通过的电流小(阻大流小)。
并联电路中,各支路用电器互不影响,变阻器只影响其所在支路电流,从而引起干路电流变化。
无论串并联,部分电阻增大,总电阻随之增大;电源电压不变,总电流与总电阻成反比。
四、常用分析方法
1. 程序法
从阻值变化的部分入手,由串并联规律判断总电阻变化,再由欧姆定律判断总电流变化,最后判断各部分的电压和电流变化。
2. 串反并同法
串反:某一电阻增大时,与它串联的电阻中的电流、电压、电功率都减小(反之增大)。
并同:某一电阻增大时,与它并联的电阻中的电流、电压、电功率都增大(反之减小)。
五、典型题型分析
类型一:串联电路中滑动变阻器滑片移动
例:如图,R₁为定值电阻,R₂为滑动变阻器,当滑片P向右移动时:
P右移 → R₂↑ → R总↑ → I↓ → 电流表A示数减小
R₁不变 → U₁ = IR₁↓ → 电压表V示数减小
也可用分压原理分析:R₂↑ → U₂↑ → U₁ = U总 - U₂↓
类型二:开关闭合/断开引起的电路变化
例:串联电路中,开关S1、S2闭合使R₁被短路:
开关S2闭合前:R₁与R₂串联,电路总电阻较大,电流较小
开关S2闭合后:R₁被短路,电路只有R₂,总电阻减小,电流增大
电压表:由测R₁两端电压变为测电源电压,示数增大
类型三:并联电路中滑动变阻器滑片移动
例:如图,灯泡L与滑动变阻器R并联,当滑片向右移动时:
滑动变阻器接入电阻增大→通过R的电流减小
灯泡所在支路不受影响,灯泡亮度不变
干路电流=灯泡电流+变阻器支路电流→干路电流减小
六、常见易错点提醒
1.分清测量对象:判断电流表与哪个用电器串联、电压表与哪个用电器并联。
2.注意电源电压是否恒定:一般情况下电源电压不变。
3.灯泡电阻变化:初中阶段一般忽略温度对灯丝电阻的影响,视为定值电阻。
4.并联电路互不影响:变阻器改变其所在支路电流,但不影响其他支路。
开关断开/闭合:短路时部分电阻消失,总电阻减小,电流增大。
典型例题
1.在智能家居迅速发展的当下,智能台灯成为很多人的选择,其亮度可根据环境光线自动调节。图为某智能台灯的简化电路,电源电压恒定,L为LED灯,其电阻一定;R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。当周围环境光线变亮时,下列说法正确的是( )
A.电路中的总电阻会增大 B.通过灯L的电流会减小
C.光敏电阻R两端的电压会减小 D.灯L两端的电压与通过电流的比值增大
【答案】C
2.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片逐渐向右移动。下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值变小
B.电流表的示数变大
C.电压表的示数变小
D.电压表与电流表的示数之比变大
【答案】D
3.如图所示是科技创新小组的同学们自己发明的电子握力器的原理图。电源电压不变,滑动变阻器b端固定在绝缘底座上,手柄A与变阻器滑片固定在一起,同步运动,握力为零时,滑片处于a端。L是一个电阻不变的指示灯,力量计由一个电表改装而成。使用时,先闭合开关S,再用手握住手柄,使A柄向下运动压缩弹簧,握力就显示在力量计的表盘上,下列有关此电子握力器的说法中错误的是( )
A.力量计由电流表改装而成 B.力量计的零刻度线就是原电表的零刻度线
C.握力越大,电路总电流越大 D.握力越大,弹簧的长度越短
【答案】B
4.光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.R0一定时,光照强度越大,R两端的电压越小
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越大
【答案】D
课堂练习
1.对欧姆定律的理解,下列说法中错误的是( )
A.对同一导体,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比
B.在电压不变时,导体的电阻越大,通过导体的电流越小
C.在电压相同时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
D.对同一导体,导体两端的电压与通过导体的电流的比值不变
【答案】C
2. 某同学利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素,实验中四根金属丝的规格如下表所示。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,灯泡越亮,说明接入电路中金属丝的电阻越大
B.选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关
C.选择金属丝②和④可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关
D.选择金属丝①和④可以探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
【答案】B
3.如图所示,和是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
4.在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.元件B的电阻为10Ω
B.元件A和元件B串联后的总电阻为15Ω
C.将A和B串联后接在电压为3V的电源两端,则A两端的电压是2V
D.将A和B并联后接在电压为3V的电源两端,则干路的电流是0.9A
【答案】C
5.在智能家居迅速发展的当下,智能台灯成为很多人的选择,其亮度可根据环境光线自动调节。图为某智能台灯的简化电路,电源电压恒定,L为LED灯,其电阻一定;R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。当周围环境光线变亮时,下列说法正确的是( )
A.电路中的总电阻会增大 B.通过灯L的电流会减小
C.光敏电阻R两端的电压会减小 D.灯L两端的电压与通过电流的比值增大
【答案】C
6.如图所示,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列选项正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】C
7.小明准备利用如图所示电路进行探究实验,以下能完成欧姆定律实验探究并得出结论的是( )
A.保持电阻不变,改变电阻,探究电流与电阻的关系
B.保持电阻不变,改变电阻,探究电流与电阻的关系
C.保持电阻不变,改变电阻,探究电流与电压的关系
D.保持电阻不变,改变电阻,探究电流与电压的关系
【答案】C
8.电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制,当驾驶员向下踩油门踏板时,车速变大。如图所示是该电动汽车的模拟电路,其中符合要求的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
9.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变小 B.电流表示数不变
C.电压表V与电流表示数的比值变大 D.电流表与示数的差值变小
【答案】C
10.电梯超载容易引发安全隐患,其超载报警电路简图如图所示。电源电压恒定不变,为保护电阻,R为压敏电阻,阻值大小随电梯内压力增大而减小,电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作,当有人进入电梯后,下列说法正确的是( )
A.压敏电阻R减小,电流表示数减小 B.压敏电阻R减小,电压表示数增大
C.若想增大该电梯的最大承载量,可适当增大保护电阻 D.电压表与电流表示数之比不变
【答案】C
11.在如图所示的电路中,电阻,。当开关S接位置1时,电流表的示数为0.8A。当开关S接位置2时,电流表的示数可能是( )
A.0.5A B.0.6A C.0.7A D.0.8A
【答案】C
12.如图,电路中电源电压保持不变,当开关S从闭合到断开,电压表、电流表示数分别将( )
A.变大、变小 B.变小、变小 C.变小、变大 D.变大、变大
【答案】D
13.在如图所示的电路中,滑动变阻器接入电路的阻值与电阻的阻值相等,开关闭合,断开。下列操作中能使电压表示数与电流表示数比值比原先小的是( )
A.电源电压不变,向右移动滑片P B.减小电源电压,向右移动滑片P
C.电源电压不变,闭合开关,向右移动滑片P D.电源电压不变,闭合开关,断开开关
【答案】C
14.如图所示的电路中,电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的滑片P位于中点。用一阻值为20Ω的电阻替换后,可使电流表示数与替换前相同的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P B.电源电压不变,向右移动滑片P
C.减小电源电压,不移动滑片P D.增大电源电压,不移动滑片P
【答案】D
15.公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。右图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.“显示器”由电流表改装而成,接线柱“1”应与“3”连接
B.若货车质量增大,则电阻R0两端电压减小
C.当无货车通过时,地磅表显示为零,则应将地磅表的零刻度线改装在原电表的零刻度线处
D.为了节约电能,电阻可以去掉
【答案】A
16.如图甲、乙所示,电源电压保持不变,将电阻、组成串联电路和并联电路,已知阻值,闭合两电路开关,电压表的示数为,电压表的示数为,电流表的示数为,电流表的示数为,下列关系式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
17.将定值电阻、标有“”字样的滑动变阻器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。当变阻器连入电路的阻值分别为20欧和时,不同连接方式下,电路中某处的电流如下表所示。
连入的阻值
20欧
方式一
0.3安
方式二
0.2安
0.3安
(1)计算并说明电源电压;
(2)求表格中及对应方式一的电流大小。
【答案】(1) 6V(2),0.6A
(1)由题意可知,电源电压恒定时,串联电路总电阻大于任一分电阻,电路电流更小;并联电路各支路两端电压都相等,且各支路电阻相较电阻串联时的电阻较小,此时各支路电流较串联时电流大。对比表格数据,当时,方式二电流0.2A更小,故方式二为串联,方式一为并联(测量滑动变阻器支路的电流)。
电源电压
验证:方式二串联时,总电阻
定值电阻
符合分析,故电源电压为6V。
(2)方式二为串联,当电流时,总电阻
串联电路总电阻等于各分电阻之和,因此
方式一为并联(测量滑动变阻器支路电流),根据欧姆定律,此时方式一的电流
18.小华测量小灯泡发光时的电阻,他将电源(电压为2V的整数倍且保持不变)、电流表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”)、开关、待测小灯泡(标有“2.5V”字样)、电压表正确连接,实验操作规范。闭合开关,多次移动变阻器的滑片P,所测数据见下表。
表
序号
电压(V)
电流(A)
1
1.0
0.16
2
2.5
0.30
3
3.2
0.32
(1)求小灯泡正常发光时的电阻。(计算结果保留一位小数)
(2)小灯泡正常发光时,滑片P的位置及接线如图所示,求电源电压U。
【答案】(1)(2)
【详解】(1)小灯泡标有“2.5V”,说明正常发光时电压为额定电压 ,由表格得此时电流 。 根据欧姆定律
(2)由表中数据可知,第一次实验电流最小,若此时滑动变阻器全部接入电路,则电源电压不会大于
第三次实验的电流最大,若此时滑动变阻器接入电路的阻值为零,则电源电压不会小于3.2V。
由此可知,电源电压的范围在3.2V~4.2V之间,由题可知,电源电压为2V的整数倍且保持不变。故电源电压为4V。
19.如图(a)是某电热水壶放在水平桌面上,空壶重力为15N,底面积为,容积1.5L,装满水后,水深0.2米,内部简化电路如图(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的阻值为40欧。
(1)求水对水壶底部的压强;
(2)水壶对桌面的压强;
(3)正常工作时、同时闭合,求通过电热水壶的电流;
(4)当闭合、断开时,电热水壶的工作电流减小为原来的0.1倍,求电阻的阻值。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【详解】(1)水对水壶底部的压强
(2)水的体积为1.5L即
水的重力
水壶对桌面的压力
根据固体压强公式,受力面积
水壶对桌面的压强
(3)当 、 同时闭合时,电阻 被短路,电路为 的简单电路,根据欧姆定律,通过电热水壶的电流
(4)当 闭合、 断开时, 与 串联,此时电路中的电流
电路总电阻
根据串联电路电阻规律,电阻 的阻值
课后作业
1.在图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S1、S2均闭合时,若要使电流表A与电流表A1的示数之比变大,则应( )
A.增大电源电压 B.减小电源电压
C.用阻值大于R1的电阻R0替换R1 D.用阻值大于R2的电阻R0替换R2
【答案】C
2.如图所示,为智能温室中检测光照情况的电路,其中电源电压保持不变,是定值电阻。是光敏电阻,其阻值会随所处环境光照条件变好而变小。闭合开关S,当环境光照条件变差时,下列结果中变小的是( )
A.电压表V示数与电流表A示数的比值
B.电压表V示数与电流表A1示数的比值
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值
D.电流表A1示数与电流表A示数的比值
【答案】C
3.如图,将两个阻值不等的电阻R1和R2按如图(甲)、(乙)所示的方式接入电路中。已知电源电压相同,R1小于R2,闭合开关,则下列判断中正确的是( )
A.电压表V1的示数等于V2的示数
B.电流表A1的示数小于A2的示数
C.电压表V1与电流表A1的比值小于电压表V2与电流表A2的比值
D.电压表V1与电流表A1的比值大于电压表V2与电流表A2的比值
【答案】B
4.如图所示电路,电阻R1的阻值大于变阻器R2的最大阻值,开关S断开。下列操作可以使电压表示数与电流表示数的比值不发生改变的是( )
①使用电阻R3替换R1(R3>R1),并向右移动变阻器滑片;
②减小电源电压,并向右移动变阻器滑片;
③将电阻R1与R2位置互换,并左右调节变阻器滑片;
④闭合开关S,并向左移动变阻器滑片。
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
5.如图甲所示,已知电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的规格为“”。闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表和电压表的示数关系如图乙所示(部分图像),在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器可以调到的最大阻值是
B.滑动变阻器可以调到的最小阻值为
C.电源电压为
D.的阻值为
【答案】B
6.将相同器材分别如图(a)、(b)所示连接,当两电路中滑动变阻器的滑片同时从电阻最大位置移动到中点时,下列说法中正确的是( )
A.(a)、(b)两图中各自电压表与电流表示数的比值都变小
B.(a)、(b)两图中两电压表示数可能相等
C.(a)、(b)两图中两电压表之和将变大
D.(a)、(b)两图中各自电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值可能相等
【答案】B
7.如图所示,电源电压保持不变,电阻的阻值为10欧。开关S闭合后,用一个阻值为20欧的电阻替换电阻,可能使电流表示数与替换前相等的方法是( )
A.电源电压不变,不移动滑片P B.电源电压不变,向右移动滑片P
C.增大电源电压,不移动滑片P D.减小电源电压,向右移动滑片P
【答案】C
8.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,有可能使电流表A示数与电流表A1示数的比值不变的是( )
A.增大电源电压,并向右移动R1的滑片
B.增大电源电压,并用阻值大于R2的电阻替换R2
C.向右移动R1的滑片且用阻值小于R2的电阻替换R2
D.向右移动R1的滑片且用阻值大于R2的电阻替换R2
【答案】D
9.将图中的滑动变阻器连入电路后,若滑片P向右移动,能使电路中电流增大,则应接____________两个接线柱或接____________两个接线柱。若将A、B两个接线柱接入电路中,当滑片P向右移动时,则电路中的电流____________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】 B、C B、D 不变
10.为了研究串联电路的电阻关系,在如图所示的电路中,如果满足电源电压不变且电流表示数相等,则电阻R称为、所构成串联电路的等效电阻(常称作“总电阻”),这其中用到的科学方法是________;在下列四个选项中,________过程中(填字母),也用到了这种方法。
A.引入压强的概念 B.用光线表示光的传播路径 C.建立合力的概念 D.曹冲称象
若图中R是、的总电阻,则电阻值R________大于(选填“一定”或“不一定”)。
【答案】 等效替代法 CD 一定
11.滑动变阻器是通过改变导体接入电路的电阻丝的________来改变电阻,从而改变电路中的电流。某滑动变阻器上标有“ 2A”的字样,其中表示该变阻器的________;如图所示电路中,有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:闭合开关S后,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变大,小灯变亮________。
【答案】 长度 最大阻值
12.两根长度相同的镍铬合金丝A、B,其横截面积,将它们串联在同一电路中。
(1)两根合金丝的电阻、的大小关系是 。
A. B. C.
(2)通过两根合金丝的电流、的大小关系是 。
A. B. C.
(3)两根合金丝两端的电压、的大小关系是 。
A. B. C.
【答案】(1)B (2)C (3)B。
13.如图中甲是亮度可调台灯,电位器是调节其亮度的装置。电位器实际是滑动变阻器,如图乙是电位器的结构示意图,这是通过改变电阻丝接入电路中的_________来改变电阻,如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,接入电路两接线柱为________。
A.“a和b” B.“b和c” C.“a和c”
【答案】 长度 B
14.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路中各元件均完好。闭合开关S。
(1)将变阻器的滑片向左移动时,电流表示数将 _______,电压表示数将 _______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)若将电流表和电压表位置互换,请指出在向左移动滑片过程中,两电表示数的变化情况____________________。
【答案】(1) 不变 变大 (2)电流表的示数变大,电压表示数为零
15.已知电源电压保持20伏不变,滑动变阻器的规格为“100欧1安”,当滑片P在最右端时,电流表的示数为1安。
(1)求:通过的电流。
(2)求:定值电阻的阻值。
(3)(不定项选择)现用不同规格的滑动变阻器去替换原本的滑动变阻器使得在移动滑片的过程中,能够让电流表的指针达到如图所示的位置,符合要求的滑动变阻器是________
A.“60欧0.6安” B.“40欧1安” C.“20欧2安”
【答案】(1)0.2A(2)(3)B
(1)由图可知,滑动变阻器与定值电阻并联,电流表测量干路电流。当滑片P在最右端时,滑动变阻器接入最大阻值,通过的电流
(2)通过定值电阻的电流为
定值电阻的阻值为
(3)通过定值电阻的电流为0.8A,则电流表连接大量程,读数为1.5A,则此时通过滑动变阻器的电流为
滑动变阻器需要调节的阻值为
故B符合题意,AC不符合题意,故选B。
16.学校物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置来检测重力。其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,电压表的量程为,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻相连,的阻值与压力F的关系如图乙所示。(已知:检测板不受压力时,电压表示数为1V),求:
(1)检测板不受压力时,电路中的电流为多少?
(2)定值电阻的阻值为多少?
(3)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,小怡认为该装置无法测量700N重的小韩,请通过计算说明原因,并计算出该装置能测量的最大重力。
【答案】(1)
(2)
(3)当重力为时,电压表示数,超过了电压表量程;能测量的最大重力为。
【详解】(1)检测板不受压力时,与串联,电压表测两端电压,由图乙,时,,力敏电阻两端电压
电路中的电流为
(2)定值电阻的阻值为
(3)当压力为700N时,由图乙可知,,电路总电阻为
电路电流
两端的电压
电压表量程最大只有,,超过了电压表量程,所以不能测。
电路允许最大电流为
此时的总电阻为
力敏电阻最小阻值为
由乙图,时,压力为
17.科创小组设计了一个测量压力的仪器,其工作原理如图甲所示,O为杠杆AB的支点,,杠杆始终静止在水平位置(杠杆自重忽略不计)。电源电压恒为18V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,定值电阻的阻值为,压敏电阻R固定在杠杆B端不动,图乙是R的阻值随压力F的变化关系图。当托盘不放重物时,电流表示数为0.4A。求:
(1)当托盘不放重物时,R的阻值;
(2)该装置所测量物体对托盘的最大压力;
(3)为了使该仪器的最大测量值增大5N,请计算此时需要用多大的电阻替换?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图甲可知,与串联,电流表测电路电流。 根据得,不放重物时电路总电阻
压敏电阻的阻值
(2)由图乙可知,不放重物时,B端受到的压力,根据杠杆平衡条件可知,
托盘对A点的压力
由图乙可知,压力越大,杠杆B端对压敏电阻的压力越大,压敏电阻的阻值越小,电路电流越大,两端的电压越小,即电压表示数越小。由电流表量程0~0.6A可知,电路最大电流为,电路总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
由图乙可知,B端受到的压力。 根据杠杆平衡条件可知,
因此托盘和物体对A点的压力
物体对托盘的最大压力为
(3)由(2)可知,该仪器的最大测量值增大5N,增加5N后托盘和物体对A点的压力为
由杠杆平衡条件可知,
B端受到的压力
由图乙可知,压敏电阻阻值为,因电源电压和电流表的量程不变,则电路中的最小总阻值不变,此时所需定值电阻阻值为
18.如图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻阻值为10欧。滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样,电流表接“0~3A”量程,电压表接“0~15V”量程。(以下问题请写出计算过程)
(1)闭合开关,将滑片P移到某位置,电流大小为0.5安。求的阻值和电压表的示数;
(2)若用电阻来替换,不改变电表的量程,确保电路所有元件均安全使用的情况下。要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的的阻值。(请写出所有可能)
【答案】(1),
(2)或
【详解】(1)由电路图可知,与串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压。R1两端的电压
串联总电压等于各部分电压之和,因此两端电压,即电压表示数
的阻值
(2)用电阻R3来替换R1后,由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A,则电路中的最大电流可能为1A、可能为(即变阻器接入阻值为0时)。电路的最小电流可能为(即变阻器接入阻值最大为50Ω时),则有(即电压表满偏时)
因电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,则有以下几种情况:
①电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有
解得,则电压表的最大示数
故此种情况不可能;
②电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有
解得,则电压表的最大示数,此种情况可能;
③电路中的最大电流为,最小电流为时,则有
解得,电路中的最大电流和最小电流分别为
则电压表的最大示数
此种情况可能;
④电路中的最大电流为,最小电流为时,
此种情况不可能;
综上可知,R3的阻值为9Ω或25Ω。
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