替換電阻專題(含解析)-免費(fèi)閱讀
【正文】 菁優(yōu)網(wǎng) 替換電阻專題一、知識(shí)結(jié)構(gòu)串聯(lián)電路: 各電表都達(dá)到了滿刻度（定值電阻和滑變器） 每次移動(dòng)都能使得電表處于某一位置每次移動(dòng)都使得電表改變的角度相同并聯(lián)電路: 各電表都達(dá)到了滿刻度（定值電阻和滑變器）通過(guò)電鍵的斷開(kāi)與閉合使得各電表滿刻度替換后兩個(gè)電表偏離零刻度線的角度相同兩個(gè)電流表的比值相同電表的指針始終處于某一個(gè)位置二、題型類型一：電壓表接在滑動(dòng)變阻器的兩端，電源電壓為12伏且不變，電阻R1的阻值為22歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“10Ω 1A”字樣．閉合電鍵S，．求：（1）電阻R1兩端的電壓．（2）滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值．（3）現(xiàn)設(shè)想用定值電阻R0來(lái)替換電阻R1，要求：在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中，兩電表的指針?lè)謩e能達(dá)到滿刻度處，且電路能正常工作．①現(xiàn)有阻值為16歐的定值電阻，若用它替換電阻R1，請(qǐng)判斷： 能 滿足題目要求（選填“能”或“不能”）．若能滿足題目要求，通過(guò)計(jì)算求出替換后滑動(dòng)變阻器的使用范圍；若不能滿足題目要求，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由．②滿足題目要求的定值電阻R0的可能取值范圍為 15～20Ω ．考點(diǎn)：歐姆定律的應(yīng)用．2160257專題：計(jì)算題；動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)題．分析：（1）由電路圖可知，RR2串聯(lián)，A測(cè)電路中的電流；根據(jù)歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值；（2）①由兩電表的指針?lè)謩e能達(dá)到滿刻度處且電路能正常工作，結(jié)合滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流和電源的電壓可知電表A的量程為0～，電壓表的量程為0～3V；當(dāng)兩電表的指針滿偏時(shí)，分別根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出替換后滑動(dòng)變阻器的使用范圍；②當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出R0的最大阻值；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電流表的示數(shù)也最大時(shí)，電阻R0的阻值最小，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出最小值，從而確定足題目要求的定值電阻R0的可能取值范圍．解答：解：（1）電阻R1兩端的電壓：U1=IR1=22Ω=11V；（2）滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓：U2=U﹣U1=12V﹣11V=1V，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值：R2===2Ω； （3）①能；電流表量程為0～，即I最大=，此時(shí)電路中的總電阻R最小===20Ω，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小值R滑小=20Ω﹣16Ω=4Ω；電壓表的量程為0～3V，即U滑大=3V，定值電阻兩端的電壓U1′=U﹣U滑大=12V﹣3V=9V，電路中的電流I′===，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大值R滑大==≈，所以，滑動(dòng)變阻器使用范圍：4Ω～．②當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小為0，電路中的電流最大Imax=，R0的阻值最大；R0max===20Ω，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電流表的示數(shù)也最大時(shí)，R0的阻值最??；R0min===15Ω，所以R0的取值范圍為15Ω～20Ω． 答：（1）電阻R1兩端的電壓為11V；（2）滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值為2Ω；（3）①能；替換后滑動(dòng)變阻器的使用范圍為4Ω～；②滿足題目要求的定值電阻R0的可能取值范圍為15Ω～20Ω．點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的計(jì)算；關(guān)鍵是規(guī)律和公式的靈活運(yùn)用；難點(diǎn)是滿足題目要求的定值電阻R0的取值范圍的確定．類型2：電壓表接在定值電阻兩端:（a）所示的電路中，電源電壓為18伏且不變．電阻R1的阻值30歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣．閉合電鍵S，電壓表的示數(shù)為12伏．（1）求電流表的示數(shù)．（2）求電阻R2連入電路的阻值．（3）若移動(dòng)變阻器滑片P到某位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩電表中某一個(gè)表的指針達(dá)到滿刻度，如圖（b）或（c）所示．①求出此時(shí)兩電表的示數(shù)．②現(xiàn)要求在移動(dòng)變阻器滑片P時(shí)兩電表的指針均能達(dá)到滿刻度，如圖（b）和（c）所示，小華和小明擬采取如下方法：小華：用5歐的定值電阻替換電阻R1．小明：用25歐的定值電阻替換電阻R1．請(qǐng)判斷： 小明 的方法能滿足題目的要求（選填“小華”、“小明”或“小華和小明”）．滿足題目要求時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值R2的值為 5 歐．③繼續(xù)移動(dòng)變阻器的滑片P，直至電路中電流最小，則兩電表指針偏轉(zhuǎn)角度的變化量是 相同 的（選填“相同”或“不同”）．考點(diǎn)：歐姆定律的應(yīng)用；電阻的串聯(lián)．2160257專題：計(jì)算題；歸謬反證法．分析：（1）由電路圖可知，電阻R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)電阻R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；已知電阻R1的阻值和兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出R2連入電路的阻值．（2）若滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流可知電流表可以滿偏，進(jìn)一步求出電路中的總電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值看是否符合要求；再假設(shè)電壓表的量程為3V，比較滑動(dòng)變阻器是否符合要求；最后根據(jù)以上分析確定兩電表的示數(shù)；同理判斷小華和小明的說(shuō)法是否正確；最后先求出兩電表的示數(shù)，再根據(jù)兩表刻度均勻代表的示數(shù)關(guān)系判斷它們針偏轉(zhuǎn)角度的變化量是否相同．解答：解：（1）電流表的示數(shù)為：I=I1===；（2）電阻R2連入電路的阻值為：R2====15Ω；（3）①若滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，電路中的電流為==，而R1兩端的電壓達(dá)到18V，會(huì)燒壞電壓表，故達(dá)到量程的應(yīng)為電壓表；若電壓表的量程為0～3V，則此時(shí)電路中的電流應(yīng)為=，電路的總電阻為==180Ω，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)為R滑動(dòng)=180Ω﹣30Ω=150Ω＞20Ω，所以電壓表的量程只能為0～15V，此時(shí)電路中的電流為I′==；②假設(shè)小華的正確，則U1′=5Ω=3V，需要滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻： R2′==25Ω＞20Ω，即使將滑動(dòng)變?nèi)拷尤腚娐分幸膊豢赡苁闺妷罕淼氖緮?shù)小于3V，因此小華的結(jié)論是錯(cuò)誤的；當(dāng)電流表滿刻度時(shí)，I1′=，R1兩端電壓為U1″=I1′R1=25Ω=15V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R2″==5Ω＜20Ω，符合要求，所以小明的方法可行．③滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，電路中電流最小為I最小===；電壓表的示數(shù)為U最小=I最小R1=30Ω=；因電壓表和電流表的刻度是均勻的，所以原來(lái)它們的刻度代表的數(shù)值關(guān)系的比值為=30，而此時(shí)兩表的示數(shù)比值為=30，所以兩電表指針偏轉(zhuǎn)角度的變化量是相同的．答：（1）；（2）電阻R2連入電路的阻值為15Ω；（3）①兩電表的示數(shù)分別為15V，；②小明；5；③相同．點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用和歐姆定律的計(jì)算，還涉及了電表刻度之間的關(guān)系，關(guān)鍵是會(huì)用假設(shè)法根據(jù)要求逐步判斷電表的量程和示數(shù)，難度較大，學(xué)生容易出錯(cuò)，做題時(shí)要細(xì)心．類型3： 有一個(gè)電流表，兩個(gè)電壓表3.（2009?上海）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“100Ω 1A”字樣．閉合電鍵S后，電壓表Vl的示數(shù)為10伏，電壓表V2的示數(shù)為6伏．求：（1）定值電阻R1的阻值．（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率P2．（3）
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