初三物理电路最值计算试题(优选.)
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电学中最值问题分析与例题解答最值是指某个物理量的最大值或最小值,也可理解为物理量的变化范围问题。
例如:两个电阻R1=10Ω、R2=30Ω。
⑴要使它们连入电路中总电阻值最大,则将两个电阻串联时,根据串联电路中等效总电阻的计算公式R= R1+ R2可求出最大电阻为40Ω,此时电路中总电流最小,电路中总功率也最小。
⑵若要使它们连入电路中总电阻最小,此时将两个电阻并联。
根据并联电路中等效总电阻的计算公式。
可求出最小电阻为7.5Ω,此时电路中总电流最大,电路中总功率也最大。
因此电学中最值问题一般是电阻变化,引起电路中电流、电功率等物理量的变化。
另外有用电器安全电压或电流和电表的量程确定有关最值问题。
以下两例的解答,希望给同学解答此类物理试题时以借鉴。
同时我还选择几个习题让同学们加以练习。
例1.“赛龙舟”是端午节里的传统节目。
小安同学自制了一个卡通龙舟,她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。
她选用规格为“12V 6W”的红灯和“12V 12W”的绿灯及“24Ω2A”的滑动变阻器等元件设计了如图4所示电路。
当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化)。
求:(1)两灯都正常发光时电流表的示数为多少?(2)该电路中最大电功率和最小电功率分别为多少?解析:(1)由公式可计算两灯的额定电流:;当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,红灯和绿灯并联且正常发光∴,电源电压U=U额=12V(2)由公式可知,R最小时功率最大,两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小,此时两灯正常发光,电路中最大电功率为::R最大时功率最小:;当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时:。
电路中最小电功率为:。
例2.小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型,如图5所示,在一般情况下,只需灯光照明,温度较低时,则需要加热。
电源电压为72V,R1为定值电阻,R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“200Ω3A”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡上标有“12V 3W”的字样。
在电学计算中,求变阻器的阻值范围、电表示数转变范围、功率的最值问题等等,往往难度较大,本文从几十套2021年中考真题中精选,花了不少时间编辑和校对,含解析,适合培优用。
2021年中考物理试题分类汇编—电学最值问题一、(2021攀枝花)如下图,滑动变阻器的最大阻值为30Ω.当开关S1、S2断开,S3闭合,滑片P位于滑动变阻器的中点时,变阻器消耗的电功率为4.8W.开关S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片P在a端时电流表读数为I1;P在b端时电流表读数为I2.已知:I2﹣I1=0.4A,定值电阻R1和R2阻值相差5Ω.求:(1)电源电压;(2)R2的阻值;(3)电路在何种状态下消耗的功率最小?最小功率为多少?【解析】依如实物图画出电路图如下图:(1)由图当S1、S2断开,S3闭合,电路中只有R3相当于一个定值电阻连入电路,依照P=,电源电压:U===12V;(2)由图S1、S2、S3都闭合,P在a端时R2、R3并联,依照并联电路特点和欧姆定律得:I1=+,S1、S2、S3都闭合,P在b端时R1、R3并联,I2=+,由题,I2﹣I1=0.4A,因此I2﹣I1=﹣=0.4A,即:﹣=0.4A…①因为I2>I1,因此R2>R1,由题R1和R2阻值相差5Ω,即:R2﹣R1=5Ω…②解①②得:R1=10Ω,R2=15Ω;(3)依照P=,电压必然,依照电路图,由三个电阻的大小关系可知,当S1闭合,S2、S3都断开,滑片P在a端时,R1与R3串联电路中电阻最大,电路消耗的功率最小,电路消耗的最小功率为:P最小===3.6W.答:(1)电源电压为12V;(2)R2的阻值为15Ω;(3)电路在S1闭合,S2、S3都断开,滑片P在a端时消耗的功率最小,最小功率为3.6W.二、(2021达州)如下图,电源电压恒为6V,灯L标有“6V2W”字样(灯丝电阻不变),R1=36Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时,电流表示数为0.2A.求:(1)R2的最大阻值;(2)当S1、S2都闭合时,电流表、电压表的示数;(3)当S1、S2都断开时,在电路处于平安工作状态下,电路消耗的功率范围.【解析】(1)灯L的电阻R L===18Ω,依照欧姆定律I=可得,总电阻R===30Ω,当S1、S2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时,滑动变阻器R2与灯L串联,依照串联电路的总电阻等于各分电阻之和,即R=R L+,那么滑动变阻器的最大阻值R2=2(R﹣R L)=2×(30Ω﹣18Ω)=24Ω.(2)当S1、S2都闭合时,现在电阻R1与灯L并联,滑动变阻器R2被短路,因为电压表测量滑动变阻器R2两头的电压,因此电压表示数为0.依照并联电路各支路两头的电压都相等,即U1=U L=U=6V,通过电阻R1的电流I1===A,通过灯L的电流I L===A,干路电流I总=I1+I L=A+A=0.5A,即电流表的示数为0.5A.(3)当S1、S2都断开时,滑动变阻器R2与灯L串联,电流表测电路中的电流,电压表测量滑动变阻器R2两头的电压,依照P=可知,当滑动变阻器R2的滑片P在最左端时,电路中的总电阻最小时,电路消耗的功率最大,现在电路中只有灯L且正常发光,通过灯L的电流I L===A<0.6A,电路消耗的最大功率P最大=P额=2W;当电压表的示数为3V时,滑动变阻器许诺接入的电阻最大,电路中的总电阻最大,电路消耗的功率最小,现在灯泡两头的电压U′=U﹣U V=6V﹣3V=3V,电路中的电流I′===A,电路消耗的最小功率P 最小=UI ′=6V ×A=1W ;当S 1、S 2都断开时,在电路处于平安工作状态下,电路消耗的功率范围为1W ~2W . 答:(1)R 2的最大阻值为24Ω;(2)当S 1、S 2都闭合时,电流表、电压表的示数别离为0.5A 、0V ;(3)当S 1、S 2都断开时,在电路处于平安工作状态下,电路消耗的功率范围为1W ~2W .3、(2021巴中)如图15所示的电路中,电源电压U =3V ,R 1=3Ω,R 2=2Ω。
中考物理试题电学压轴题之最值问题1、如图所示,L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器R的最大电阻为100Ω。
只闭合S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为R a,电流表示数为I a。
只闭合S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图所示;当滑片置于b点时,电压表示数U b=8V,电流表示数为I b。
已知R a:R0=12:5,I a:I b=3:5。
(灯丝电阻不随温度变化)求:(1)小灯泡的电阻;(2)定值电阻R0和电源电压;(3)在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合S1时,变阻器连入电路的最小电阻为多少;只闭合S2时,电路消耗的最小功率为多少?2、生活中大多数电热器都有多个档位,学习了电功率知识后,小锐同学利用电压为6V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器多档位的问题。
已知R1=10Ω,R2=30Ω,请计算:(1)S1、S2断开,S3闭合时,电路中的电流是多少;(2)S1断开,S2、S3闭合时,通电5min电路消耗的电能是多少;(3)该电路的最大功率和最小功率之比是多少?3、如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为5Ω,小灯泡上标有“12V 6W”字样,闭合开关S:(1)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表的读数为1.7A,小灯泡恰能正常发光,求滑动变阻器的最大阻值;(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在最右端,求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率?4、如图所示,电源电压恒定不变,R2的阻值为8Ω,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,小灯泡电阻不随温度改变。
若闭合S1、S2,断开S3,小灯泡刚好正常发光,此时电压表○V的示数为3V,那么:(1)小灯泡L的电阻为多大;(2)电源电压为多少;(3)R1电阻为多大;(4)若闭合S1、S3,断开S2,并移动滑动变阻器R的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,电路的总功率最大。
2021中考物理电学计算:电路安全最值问题考频:★★★★★难度:★★★★1.如图所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为“6V、1.8W”和“6V、1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响。
求:(1)灯L1和L2的电阻分别为多少?(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电流表的读数是多少?(3)若只闭合开关S1、S2,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,求整个电路消耗的最小功率。
2.一个标有“3V3W”小灯泡L(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器(0~6Ω),电流表A连接成如图所示的电路,滑片P正处在滑动变阻器正中间o点位置,电源电压恒定。
(1)闭合S1、S2、S3,断开S4,电流表的读数为2.0A,求此时灯泡实际消耗的电功率;(2)闭合S1,断开S2、S3、S4,求此时电流表A的读数;(3)闭合S1、S3、S4,断开S2,将滑片P由o滑到a点过程中,电流表A的读数最大值为2.25A,求滑动变阻器oa之间的电阻值,并求出电流表读数为2.25A时,滑动变阻器消耗的总功率。
3. 小明在研究性学习活动中,查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表,并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0 = 50Ω)、电源U1、开关等组成,当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电路则断开;“工作电路”由工作电源U2(U2= 10V)、发热电阻R2(R2 = 5Ω)、导线等组成。
问:(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?(2)若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量,则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?(3)若恒温箱的温度最高不得超过50℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?4.小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,所用器材:电源、小灯(标有“2.5V”字样)、滑动变阻器(“20Ω 1A”或“10Ω2A”)、电压表、开关及若干导线,所有器材均完好;小华正确连接电路,并将滑片置于变阻器一端。
2023年中考物理电学量最值与范围计算题精炼1.如图所示,电源电压为6V ,定值电阻R 2=10Ω,若电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~3V ,滑动变阻器上标有“20Ω 0.4A ”字样(滑动变阻器的最大电阻为20Ω,允许通过的最大电流为0.4A ),当只闭合S 与S 1,滑片移到b 端时,电流表示数为0.15A 。
求:(1)R 1的阻值;(2)当只闭合S 与S 1时,移动滑片电流表示数为0.2A ,滑动变阻器连入电路的阻值; (3)当只闭合S 与S 2时,在保证电路安全的前提下,求滑动变阻器的取值范围。
【答案】(1)20Ω;(2)10Ω;(3)5Ω~10Ω【解析】(1)由电路图可知,只闭合S 与S 1,滑片移到b 端时,定值电阻R 1与滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压,由欧姆定律可得,此时电路中的总电阻为6V 40Ω0.15AU R I === 因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以定值电阻R 1的阻值为104020=20R R R =-=Ω-ΩΩ(2)当只闭合S 与S 1时,移动滑片电流表示数为0.2A ,此时电路的总电阻为''6V 30Ω0.2A U R I === 故可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为''013020=10R R R =-=Ω-ΩΩ(3)只闭合S 与S 2时,定值电阻R 2与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压,因电流表量程为0~0.6A ,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A ,为了确保电路安全,则电路最大电流为0.4A ,则由欧姆定律可知,此时电路的总电阻为''6V 15Ω0.4A U R I ===总大 则滑动变阻器接入电路的最小阻值为'21510=5R R R =-=Ω-ΩΩ滑小总由电压表量程可知,当电压表示数为3V 时,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以定值电阻R 2两端电压为 2V 6V 3V=3V U U U =-=-由欧姆定律得电路中的最小电流为223V 0.3A 10ΩU I R ===小 因串联电路电流处处相等,所以滑动变阻器接入电路的最大阻值为V 3V 10Ω0.3AU R I ===滑大小 故滑动变阻器接入电路的阻值范围为5Ω~10Ω。
初三物理《电路计算》专题训练1.如图所示的电路中,电源电压为9伏,电阻R1的阻值为20欧,闭合电键S,电流表示数为0.15安。
求:(1)电压表的示数。
(2)电阻R2的阻值。
(3)通电20秒,电流通过电阻R2做的功。
2.如图所示的电路中,滑动变阻器的变阻范围为0~20欧,闭合电键,当滑片在左端时,电压表、电流表的读数分别为12伏和0.3安,求:(1)电阻R1的阻值。
(2)当滑片移到最右端时,电流表、电压表的读数。
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2为10欧。
当电键S断开时,电压表示数为6伏,电流表示数为0.3安。
求:(1)R1的阻值。
(2)电源电压U。
(3)闭合电键S后,电压表V、电流表A的示数。
4.如图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1为30欧,电流表A、A1均为图(b)所示的规格。
闭合电键S后,电流表A、A1指针所在的位置相同,求:(1)电流表A1的示数I1。
(2)通过R2的电流I2。
5.在如图所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变。
断开电键S时,电流表的示数为0.2安。
闭合电键S时,电流表的示数变化了0.3安。
求:(1)5秒内通过电阻R1的电量。
(2)电键闭合时电阻R1、R2消耗的电能之比。
6.如图所示电路,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“50欧1安”字样。
闭合电键S,移动滑片,当电流表示数为0.8安,电压表V2的示数为14伏。
求:(1)电阻R1的阻值。
(2)移动变阻器的滑片P,求电压表V1的最大值。
7.如图(a)所示电路中,电源电压为9伏且保持不变,电压表量程0~3伏、电流表量程0~0.6安,定值电阻R1=20欧,滑动变阻器标有“15欧 2安”字样。
闭合电键。
求:(1)当电流表的读数如图13-9(b)所示时,电阻R1两端的电压。
(2)滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值。
(3)整个电路所消耗的最大功率P。
8.如图所示电路,电源电压不变,R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20欧 2安”字样,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P滑到中点时,电压表的读数为15伏。
九年级物理电学部分关于极值、比值计算专题训练九年级物理电学极值、比值计算问题这几年在各地中考试卷上经常出现(中学物理力学、光学、声学也有极值、比值计算问题,这里不做赘述),但是学生对这类问题,并不十分熟悉,下面将这类题目做简单的解析。
九年级物理电学极值、比值计算问题通常出现在串联电路中,计算由于滑动变阻器、传感器的阻值变化等引起电路中物理量的变化,求变阻器的取值范围和极值;或求电流表、电压表的示数范围;或求电路的功率变化范围。
一、例题及解析1.如图1示电路,定值电阻R0=10Ω,灯L标有“6V 3W”字样,灯L的阻值及电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器R 的滑片P置于最左端时,电流表的示数为0.8A;滑片P置于最右端时,电流表的示数为0.6A,求:第1题图(1)灯L正常工作时的电阻;(2)滑动变阻器的最大阻值;(3)滑动变阻器滑片P置于中点,通电10s,灯L消耗的电能. 解:(1)灯L正常工作时的电阻为:错误!未找到引用源。
;(2)由图可知当滑动变阻器在最左端时,灯L 被短路,电路为R 0和滑动变阻器Rp 并联,若电源的电压为U ,由并联电路电流规律可得,A 8.00pR U R U即A8.06pR U U①;滑动变阻器在最右端时,电阻R 0被短路,电路为灯L 和滑动变阻器R p 并联,电源的电压不变,由并联电路电流规律可得,A 55.0pLR U R U即A 55.012pR U U②;①、②联立,解可得U =3V ,R p =10Ω,即滑动变阻器的最大值为10Ω;(3)滑动变阻器在最右端时,电阻R 0被短路,电路为灯L 和滑动变阻器R p 并联,此时灯L 两端的电压为U =3V ,则通电10s 灯L消耗的电能为J 5.7s1012V 322)(tRUW.2. 在如图2示的电路中,灯泡L 上标有“6 V 3 W ”的字样,当只闭合开关S 1时,灯泡L 恰能正常发光.电阻R 1的功率为P 1;当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3 A.电阻R 2的功率为P 2,已知P 1:P 2 =25:18,不考虑温度对灯丝电阻的影响.求:(1)电阻R1与R 2的比值;(2)电源电压U .第2题图解:(1)灯泡L 正常发光时,错误!未找到引用源。
九年级电学计算题一、简单电路电流、电压、电阻计算。
1. 已知一个电阻R = 10Ω,两端电压U=20V,求通过电阻的电流I。
- 解析:根据欧姆定律I = (U)/(R),将R = 10Ω,U = 20V代入公式可得I=(20V)/(10Ω)=2A。
2. 一个电路中通过灯泡的电流I = 0.5A,灯泡电阻R=20Ω,求灯泡两端的电压U。
- 解析:由欧姆定律U = IR,把I = 0.5A,R = 20Ω代入,得到U=0.5A×20Ω = 10V。
3. 有一导体,当两端加3V电压时,通过它的电流为0.2A,求该导体的电阻。
- 解析:根据R=(U)/(I),这里U = 3V,I = 0.2A,所以R=(3V)/(0.2A)=15Ω。
二、串联电路相关计算。
4. 两个电阻R_1 = 10Ω,R_2 = 20Ω串联在电路中,电源电压U = 9V,求电路中的电流I以及R_1、R_2两端的电压U_1、U_2。
- 解析:- 首先求串联电路的总电阻R = R_1+R_2=10Ω + 20Ω=30Ω。
- 根据欧姆定律I=(U)/(R),将U = 9V,R = 30Ω代入可得I=(9V)/(30Ω)=0.3A。
- 根据U = IR,U_1=IR_1 = 0.3A×10Ω = 3V,U_2=IR_2=0.3A×20Ω = 6V。
5. 三个电阻R_1 = 5Ω、R_2 = 10Ω、R_3 = 15Ω串联在电路中,电路中的电流I = 1A,求总电压U。
- 解析:- 总电阻R=R_1 + R_2+R_3=5Ω+10Ω + 15Ω = 30Ω。
- 根据U = IR,把I = 1A,R = 30Ω代入得U = 1A×30Ω=30V。
三、并联电路相关计算。
6. 两个电阻R_1 = 10Ω,R_2 = 20Ω并联在电路中,电源电压U = 6V,求通过R_1、R_2的电流I_1、I_2以及干路电流I。
欧姆定律综合计算----最值问题1.如图所示,电源电压为3V,R1=5Ω。
求:(1)当开关S1闭合,S2、S3都断开时,电流表的示数;(2)当开关S3闭合,S1、S2都断开,电流表的示数为0.2A时,R2的阻值;(3)当开关S2闭合,S1、S3都断开时电路的总功率。
2.如图所示,已知电源电压保持6V不变,定值电阻R2的阻值为30Ω,当只闭合开关S1、S3时,小灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;只闭合开关S2时,电流表示数为0.1A,求:(1)小灯泡L 的额定功率;(2)只闭合开关S2时,通电1min电路产生的热量;(3)电路消耗的最大电功率。
3.如图所示,电路中电源电压恒为4.5V ,电压表的量程为0~3V ,电流表的量程为0~0.6A ,滑动变阻器的规格为“20Ω lA ”,灯泡标有“2.5V 1.25W ”字样。
若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值(不考虑灯丝电阻的变化)。
求:(1)灯泡的电阻;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,电路的总功率是多少?(3)为了保护各电表和元件,滑动变阻器R 允许接入电路中的阻值范围是多少?4.如图所示,电源电压为12V 且保持不变,定值电阻0R 为10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A ”,电流表的量程为“0~3A ”,小灯泡上标有“12V 6W ”字样,不考虑灯丝电阻变化,并保证电路能长时间安全工作,求:(1)小灯泡正常工作时的电阻。
(2)当S 、1S 、2S 都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
(3)当S 闭合,1S 、2S 都断开时,电路的最小功率和最大功率。
5.如图所示电路中,定值电阻0R 阻值为30Ω,滑动变阻器的规格为“40Ω 1A ”,电流表的量程为“0~3A ”,小灯泡上标有“2.5V 0.625W ”字样,不考虑灯丝电阻变化,当S 闭合,1S 、2S 都断开时,滑动变阻器的滑片移到最右端时,小灯泡在1min 内消耗的电能为54J ,求:(1)小灯泡电阻;(2)当S 闭合,1S 、2S 都断开,滑片P 在中点时,电路中总电流的大小;(3)当S 、1S 、2S 都闭合时,电路消耗的总功率范围。
初中物理电学电阻最大值题目汇总
一、给定电路,求电阻R的最大值
1、已知电池电压V = 10 V,电感L = 1.5H,电容C = 2μF,求R的最大值。
2、已知电池电压V = 12 V,电容C = 4μF,电感L = 2H,求R 的最大值。
3、已知电池电压V = 5 V,电容C = 0.5μF,电感L = 0.6H,求R的最大值。
二、给定电池电压,求电阻R的最大值
1、已知电池电压V = 3V,求R的最大值。
2、已知电池电压V = 9V,求R的最大值。
3、已知电池电压V = 7V,求R的最大值。
三、给定电感L和电容C,求电阻R的最大值
1、已知电感L = 2.5H,电容C = 2μF,求R的最大值。
2、已知电感L = 0.8H,电容C = 8μF,求R的最大值。
3、已知电感L = 1.3H,电容C = 0.4μF,求R的最大值。
四、给定电池电压、电感L和电容C,求电阻R的最大值
1、已知电池电压V = 2 V,电感L = 0.5H,电容C = 2μF,求R 的最大值。
2、已知电池电压V = 4 V,电感L = 4H,电容C = 6μF,求R的最大值。
3、已知电池电压V = 6 V,电感L = 3H,电容C = 4μF,求R的最大值。
图例1.如图17所示的电路中,电源电压U=6 V ,电阻R1=6 Ω,电阻R2= 4 Ω,求:(1)只闭合S1,通过R1的电流是多大?(2)只闭合S2,通电10 s 的时间内电流通过R2产生的电热是多少?(3)当三个开关处于何种状态时,整个电路消耗的电功率最大?求出此时的最大电功率。
例2.如图17所示,是小勇设计的某电器设备的部分电路。
电源电压9V 保持不变,灯泡L 标有“8V 4W ”字样,电流表的量程为0~3A ,电压表的量程为0~15V ,滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω。
闭合开关S 和S 1时,电路消耗的功率为4.05W 。
(不计灯丝电阻随温度的变化)求:(1)小灯泡L 的电阻; (2)开关S 、S 1、S 2都闭合时,通过电流表的最小电流;(3)在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下,只闭合开关S 2时滑动变阻器R 2的电功率变化范围。
1.生活中大多数电热器都有多个档位,学习了电功率知识后,小锐同学利用电压为6V 的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图15所示的电路来探究电热器多档位的问题。
已知R 1=10Ω,R 2=30Ω,请计算:(1)S 1、S 2断开,S 3闭合时,电路中的电流是多少?(2) S 1断开,S 2、S 3闭合时,通电5min 电路消耗的电能是多少?(3)该电路的最大功率和最小功率之比是多少?2.如图18所示,电源电压恒为18V,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R标有“100Ω1A”字样,电压表使用的量程为0~15V,电流表使用的量程为0~0.6A,R0为一定电阻;当闭合开关S、S1,断开S2时,灯泡L恰好正常发光;不计温度对灯丝电阻的影响。
求:(1)小灯泡L的电阻;(2)闭合开关S、S1,断开S2时,通电1min,电流通过定值电阻R0所做的功;(3)当闭合开关S、S2,断开S1时,在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下,滑动变阻器R功率的变化范围。
专题01——电路计算题1. (2020上海中考题)在如图11所示的电路中,电源电压为3伏保持不变,滑动变阻器R2标有“20欧2安”字样。
只闭合开关S1,电流表示数为0.3安。
①求电阻R1的阻值;②求通电10秒钟,电流通过电阻R1所做的功W;③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R1和R2消耗的总功率最小,求此最小总功率P小。
2.(2021奉贤二模题)如图8(a)所示,电源电压保持6伏不变。
①若电阻R1的阻值为10欧,闭合开关S后,求通过电阻R1的电流I1和电阻R1消耗的电功率P1。
②若保持电阻R1的阻值不变,当移动变阻器的滑片P时,电流表的示数发生变化,其最小值如图8(b)所示,最大值为满刻度。
求滑动变阻器连入电路的阻值的变化值ΔR2。
1A”字样,电流表表盘如图8(b )所示。
① 若电源电压为10伏,闭合开关S ,滑动变阻器R 2接入电路的阻值为20欧,通电10秒钟,求通过R 2的电流I 2和电流通过它所做的功W 2。
②若电源电压未知,现用标有“10欧 2A ”字样的滑动变阻器R 3替换R 2,闭合开关S ,移动滑动变阻器滑片P ,发现与接入R 2时相比,电流表A 的最大值相差0.8安、最小值相差0.3安。
求电源电压U 和电阻R 1的阻值。
4.(2021黄浦二模题)R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2为标有“20欧 1安”或“50欧 1安”字样中的一个。
现将R 1和R 2分别按图9(a )、(b )所示接入相同电源的电路。
①若电阻R 1的阻值为10欧,闭合开关,通过R 1的电流为0.2安,求R 1两端的电压U 1。
②电压表选用0~15伏量程,在电路安全工作情况下,移动变阻器R 2的滑片P ,发现有一个电路中滑片不能移到变阻器的任意一端,两电路中总电流的最大变化量均为0.6安。
Ⅰ请判断图9(a )、(b )中滑片不能移到变阻器任意一端的电路并简要说明理由。
Ⅱ通过计算说明变阻器R 2的规格,并求出定值电阻R 1的阻值。
2.如图所示电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片P向右移动时,电表示数变大的是( )B.该电路为并联电路,电流表测量干路中的电流,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,由欧姆定律可知通过变阻器的电流减小,通过另一条支路电流不变,故干路中的电流变小,故B错误;C.该电路为串联电路,电压表测量R的电压,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,电流减小,根据U=IR可知,电压表示数变小,故C错误;D.该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器的电压,滑动变阻器滑片向右移动,电阻变大,电流减小,根据U=IR可知,R的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压变大,故D 正确.3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中( )A.电流表A示数变大B.电压表V2示数变小C.电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大D.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大答案:D.4.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动,总电阻,电压表示数.(两空都选择“变大”、“变小”或“不变”)5.如图,是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向右移动时,请你判断A表和V表的变化。
答案:电流表A减小。
电压表V减小。
解析: P右移,R2增大,R总增大,根据欧姆定律I=U/R总, I减小,也就是电流表示数A减小。
R1不变,U1=IR1减小,R1两端电压U1减小,电压V表减小。
6.在如图所示的电路中,闭合开关,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )A.电流表的示数变小,电压表的示数变大B.电流表的示数变大,电压表的示数变小C.电流表的示数不变,电压表的示数不变D.电流表的示数变小,电压表的示数不变答案:C7.如图,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?答案:电压表V示数不变。
电流表A1示数不变,A2示数变小。
解析:并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压,故电压表V示数不变。
1.饮水机是一种常见的家用电器,其工作电路可简化为如图1所示的电路,其中S是一个温控开关,当开关S接a时,饮水机正常工作,将水迅速加热;当水达到一定温度时,开关S 自动换到b,饮水机处于保温状态,若饮水机正常工作时发热板的电功率为550 W,而保温时的发热板的功率是正常工作时电热板功率的0.1倍,求电阻R1的阻值.【答案】190Ω图12.在如图2的电路中,已知滑动变阻器的最大阻值为18Ω,电流电压恒为6 V,灯泡上有“6 V3 W”的字样.图2(1)闭合S1、S2滑片P滑到b端时,电流表示数为1 A,求电阻R1的值.(2)闭合S1断开S2,滑片P滑到a端时,电压表的示数为多少?电阻R上消耗的电功率是多大?【答案】(1)12Ω(2)2.4 V,0.48 W3.如图3所示的电路中,滑动变阻器R3的最大阻值是20Ω,电源电压为8 V且保持不变,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,将S1闭合,S2断开,电流表的示数为0.8 A,当滑动变阻器滑片P移至b端时,将S1、S2都闭合,电流表的示数为2A,求:R1、R2的阻值.图3ΩΩ.I U R 108082===则解:(1)当滑片P 移至a 端,闭合S1,断开S2时,R3连入电路的阻值为0,R1短路,只有R2连入电路,其等效电路为图4(a)所示(2)当滑片P 移至b 端,闭合S1、S2时,R2短路,R1与R3并联,且R3=20Ω,其等效电路如图4(b)所示I3=8/20 A=0.4 AI2=2A-0.4 A=1.6 AR3=U/I3=8/1.6Ω=5Ω图44.如图5所示电路,电源电压U=4.5 V 且保持不变,R 1=5Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6 A ,电压表量程为0~3 V ,通过分析计算:说明变阻器R2允许的取值范围图5解:(1)当滑片P 向左端移动时,R2减小,电路中电流增大,R2两端的电压减小,电流表的量程为0~0.6 A ,即电路中的电流最大值为0.6 A ,那么此时R2接入电路中的值为最小值、R2minU1=I1·R1=0.6×5 V=3 VU2=4.5 V-3V=1.5 V∴R2min=U2/I2=1.5/0.6Ω=2.5Ω(2)当滑片P 向右端移动时,R2增大,R2两端的电压增大,电压表的量程为0~3 V ,即R2两端的电压最大值为3 V ,此时R2接入电路中的阻值为最大值R2maxU ′1=4.5 V-3 V=1.5 VI ′1=1.5/5 A=0.3 A∴R2max=U ′/I ′2=3/0.3Ω=10Ω综上所述R2的取值范围为2.5Ω≤R2≤10Ω.2020.R U L =+∴⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==Ω1063010L L R V U ΩR V U (舍去)或W .W R U P P L 6310622====额额实t 0020R U R =V V t QR U 22604846000=⨯==∴ΩΩ43562219848400=⨯=⨯=∴U U R R R 5.如图6所示电路,电源电压U 恒定且小于10 V ,R1=1 5Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,小灯泡L 的电阻小于15Ω,当开关S 断开,滑动变阻器的滑片位于b 端时,○A 表示数为0.2 A ,当开关S 闭合,滑动变阻器的滑片位于a 端时,○A 表示数为1 A ,且小灯泡正常发光,求小灯泡的额定功率(忽略温度对灯丝电阻的影响).图6解:(1)当开关S 断开,滑动变阻器置于b 端时,灯泡与RL 串联①(2)当开关S 闭合,滑动变阻器置于a 端时,灯泡与R1并联115=+U R U L ②解①②式方程组得 此时灯泡正常发光则U 额=6 V6.如图7所示是一个电热毯示意图,R0是电热毯中的电阻丝,R 是与电阻丝串联的电阻,电热毯上标有“220V100W ”字样,S 是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.(1)用学过的公式推理说明开关S 断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R0每1分钟有60 J 的电能转化为内能,电阻R 的阻值为多大?【解析】(1)当S 闭合时,R0的功率,P0=U2/R0当S 断开时,R0的功率,P ′0=U20/R0 图7∵U0<U ∴P ′0<P0即S 断开时,电热毯处于保温状态.(2)电阻丝的电阻R0=U2额/P 额=2202/100Ω=484Ω保温状态时,电阻丝两端的电压为U0R 两端电压 UR=220 V-22 V=198 V492112221222=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==∴P P R R U R I P 222122*********⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∴R U I R U R I ΩΩ332632332122221=⨯⨯==∴=I U R R U I 即A A R U I 236222===ΩΩ6233221221=-⨯=-⋅=∴I I R I R 7.如图8所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S ,已知当滑片P 分别滑至a 端和b 端时,电阻R1消耗的电功率之比为P1∶P2=9∶4,当滑片在a 端时,电流表示数为3 A ,滑片P 在b 端时电压表示数为6 V ,求:(1)R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值R2;(2)电源电压是多少伏?图8【解析】(1)当滑片P 在a 端时P1=I21R1当滑片P 在b 端时I2=U2/R2滑片在a 端时U=I1·R1滑片在b 端时U=I2(R1+R2)I1·R1=I2(R1+R2)(2)由I=U/R 得U=I1·R1=3×6 V=18 V8.如图9所示的电路中,电源电压为12 V 且保持不变,滑动变阻器最大值为R2,闭合开关S 后,当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时,○A 表示数由1.5A 变为0.5 A.求:图9(1)滑动变阻器的最大阻值.(2)电压表的示数的变化范围.(3)滑动变阻器的滑片P滑到b端时,通电2minR1产生的热量.【答案】(1)16Ω(2)0~8 V(3)240 J9.如图10所示,灯L1标有“6V3W”灯L2标有“12V4W”,将开关闭合后L1恰好正常发光,求:(1)电压表示数.(2)电流表A2的示数. 图10(3)灯L2的实际功率和L2通电1min产生的热量.【答案】(1)6 V(2)0.17 A(3)60 J10.如图11所示,电源电压为6 V且保持不变;灯L1上标有“8V8W”字样,滑动变阻器的最大阻值为20Ω.图11(1)当滑片P移到b端,开关S1闭合,S2断开时,○A示数为0.2 A,求电压表的示数和L2的电阻.(2)当滑片P移到a端,开关S1、S2均闭合时,求灯L1消耗的实际功率和电流表的示数. 【答案】(1)4 V,10Ω(2)4.5 W,0.6 A。
初三物理中考复习电流电压电阻计算题训练含答案1.在电路中,当开关S闭合时,灯L1和L2两端的电压分别为8V-3.8V=4.2V和3.8V。
2.在电路中,根据欧姆定律,R1支路的电流为0.6A,R2支路的电流为0.3A,因此总电流为0.9A。
根据基尔霍夫定律,电源电压为U=I(R1+R2)=0.9A×(5Ω+10Ω)=13.5V。
R1支路的电流为0.6A。
3.在电路中,根据基尔霍夫定律,通过L1的电流等于通过L2的电流。
根据电流表的示数,通过A的电流为0.5A,通过B的电流为0.2A,因此通过L1的电流为0.5A-0.2A=0.3A。
4.在电路中,根据基尔霍夫定律,总电流等于I1+I2.因此I1=1.2A-0.9A=0.3A,I2=0.9A。
5.在电路中,根据基尔霍夫定律,通过L1的电流等于通过L2的电流。
根据电流表的示数,通过A的电流为0.5A,通过B的电流为0.3A,因此通过L1的电流为0.5A-0.3A=0.2A,通过L2的电流为0.3A。
6.在电路中,根据欧姆定律,电路中的总电阻为R=U/I=6V/2.5V=2.4Ω。
根据电路中的并联电路原理,小灯泡L2两端的电压等于电源电压,即6V。
7.在电路中,根据电阻定律,小灯泡的电阻为R=U/I=6V/6W=1Ω。
当电流表的示数为0.7A时,小灯泡的电功率为P=UI=0.7A×6V=4.2W。
8.在电路中,根据基尔霍夫定律,电源两端的电压为U=I1R1+I2R2=0.6A×10Ω+0.9A×(10Ω+R2),R2=5Ω。
电源两端的电压为U=9V。
9.在电路中,根据欧姆定律,电路中的总电阻为R=U/I=6V/0.2A=30Ω。
根据电路中的并联电路原理,电压表的阻值为R=U/I=6V/0.5A=12Ω。
10.在电路中,根据欧姆定律,R1和R2并联的总电阻为R=R1R2/(R1+R2)=3Ω。
根据基尔霍夫定律,电源电压为U=IR=0.2A×3Ω=0.6V,通过R1的电流为I=U/R1=0.6V/10Ω=0.06A。
第十八章 专题训练 电功率之最值问题一、单选题1.图甲所示电路中;电源电压保持不变,灯L 上标有“6V”字样。
图乙是通过小灯泡L 和电阻R 1的电流随它们两端电压变化的图象。
闭合开关S ,S 2时,将滑片P 移到变阻器R 的中点时,小灯泡正常发光,电压表V 1的示数为3V 。
下列说法中错误的是( )A .电源电压U =9VB .滑动变阻器R 的最大阻值是20ΩC .闭合开关S ,S 2时,小灯泡的实际功率为P 1=1W 时,滑动变阻器消耗的功率为1.75WD .闭合开关S ,S 1时,电路的最小功率为1.35W2.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R 1、R 2的阻值分别为10Ω和20Ω,只闭合开关S 1,将滑片P 移到中点,电压表示数为6V ,电阻R 1的功率为P 1,闭合开关S 1、S 2,将滑片移到最左端,电阻R 2的功率为P 2,若P 1:P 2=2:9,则下列说法正确的是( )A .电路的最大功率为12.15WB .滑动变阻器的最大电阻为20ΩC .电源电压为18VD .电路的最小功率为2.7W3.如图所示,电源电压恒为6V ,电流表量程为,电压表量程为,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的规格为“”。
闭合开关S ,在确保电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片P,下列说法中正确的是( )00.6A ~03V ~1R 2R 20Ω 0.5AA .电路消耗的最大总功率为3WB .电流表示数的变化范围为C .滑动变阻器接入电路的最小阻值为2ΩD .电阻消耗的最大功率为0.9W4.如图所示,电源电压恒为6V ,定值电阻R 标有“10Ω 1A”字样,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,在保证电路安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中,下列判断正确的是( )A .电压表示数比电流表示数先到达最大值B .电压表与电流表示数之比变小C .该电路的最大功率为3.6WD .滑动变阻器的滑片滑到中点时,电阻R 的功率为1.8W5.如图甲所示,电源电压不变,R 1=15Ω,滑动变阻器R 2标有“5Ω 1A”字样。
初中物理电学计算题经典练习电学计算是初中物理中非常重要的内容,涉及到电流、电阻、电压等概念。
为了方便学生巩固和练习电学计算能力,下面列举了一些经典的计算题,希望对学生进行帮助。
一、电路基础计算1. 有一个由两个电阻为 $R_1=3\Omega$ 和$R_2=2\Omega$ 组成的串联电路,电路中通过的电流为$I=2A$,求该电路中的总电压。
解析:根据欧姆定律,电压 $V=IR$。
将 $R_1$ 和$R_2$ 串联,总电阻 $R=R_1+R_2=5\Omega$,故总电压$V=IR=2A\times 5\Omega=10V$。
2. 有一个并联电路,其总电压为 $V=6V$,其中两个电阻为 $R_1=2\Omega$ 和 $R_2=4\Omega$,求这个电路中的总电流。
解析:根据基尔霍夫定律,该并联电路中通过的总电流为 $I=I_1+I_2$。
根据欧姆定律,$I_1=V/R_1=6V/2\Omega=3A$,$I_2=V/R_2=6V/4\Omega=1.5A$,故总电流为 $I=I_1+I_2=3A+1.5A=4.5A$。
3. 有一个由两个电阻为 $R_1=5\Omega$ 和$R_2=10\Omega$ 组成的并联电路,电路中通过的总电流为$I=2A$,求该电路中的总电阻。
解析:根据基尔霍夫定律,该并联电路中通过的总电流为 $I=I_1+I_2$。
根据欧姆定律,$I_1=V/R_1$,$I_2=V/R_2$,故总电流为 $I=V/R_{\text{总}}$,其中$R_{\text{总}}=1/(1/R_1+1/R_2)=1/(1/5+1/10)=3.33\Omega $。
故总电压 $V=IR_{\text{总}}=2A\times3.33\Omega=6.66V$。
二、电功、电能与功率计算1. 有一个电路中,通过电流为 $I=2A$,电压为 $V=6V$,求该电路中的电功和电能。
解析:电功为 $W=IV=2A\times 6V=12J$,电能为$E=Wt$,其中 $t$ 表示时间。
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改初三物理电路最值计算1.(2016•徐汇区二模)如图( a)所示,电源电压为18伏保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“150Ω 1Α”字样,电压表V1和电压表V2表盘相同如图(b)所示.闭合电键S后,电流表示数为0.5安.求:①电压表V1的示数;②电阻R2接入电路的阻值;③要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片P,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表达到某个量程的满刻度,且使电压表V2的变化量最大.第一,满足上述要求,计算出可以替换R1的定值电阻R0;第二,满足上述要求,电路消耗电功率的范围.二.解答题(共10小题)2.(2015•花都区二模)在图a所示的电路中,电源电压为16伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2Α”字样.所用电压表的表盘如图b所示,闭合电键S后,电路中的电流为0.4安.求:①电压表V1的示数U1.②通电10秒,电流通过变阻器R2所做的功W2.③在各电路元件均安全工作的条件下,移动变阻器的滑片,电路中电流的最大变化量△I 最大.3.(2014•上海模拟)如图所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样.电流表使用0~3A量程,电压表使用0~15V量程.在各电路元件均安全工作的条件下,要求每次改变变阻器滑片P的位置,都能使电流表A 与电压表V的指针改变的角度相同.求:(1)定值电阻R1的阻值;(2)变阻器R2连入电路电阻的最小值;(3)电流表示数的最小值.4.(2011•卢湾区二模)在如图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样.闭合电键S后,电流表A与电压表V的示数如图(b)、(c)所示.求:①变阻器R2连入电路的电阻.②通电10秒,电流通过定值电阻R1所做的功.③现用定值电阻R0来替换电阻R1,电流表使用0~3A量程,在各电路元件均安全工作的条件下,要求每次改变变阻器滑片P的位置,都能使电流表A与电压表V的指针改变的角度相同.I 符合上述条件和要求时,电压表所用量程为V,定值电阻R0的阻值为欧.II 符合上述条件和要求时,变阻器R2连入电路电阻的最小值及电流表示数的最小值.5.(2013•徐汇区二模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏,定值电阻R1的阻值为12欧,闭合电键S,电流表的示数为0.45安.求:①电阻R1两端的电压;②电阻R2消耗的电功率;③现有三个滑动变阻器,A:20欧 2安;B:100欧 2安;C:150欧 1安,请选择其中一个替换定值电阻R1或R2.要求:闭合电键S,移动滑动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,电路中电流的变化量最大.第一,为满足上述要求,应选用滑动变阻器(选填“A”或“B”或“C”)替换定值电阻(选填“R1”或“R2”).第二,算出电路中电流的最大变化量△I.6.(2015•黄浦区二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且不变,将定值电阻R1接入M、N接线柱,闭合电键S后电流表A的示数为0.4安.①求电阻R1的阻值.②现有滑动变阻器R2,其规格为”5Ω 3A”、“10Ω 1A”或“20Ω 2A”中的一个将R1与R2以不同的连接方式接入M、N接线柱,闭合电键S,移动变阻器R2的滑片,都能使电流表的指针达到图(b)所示位置.(a)请通过计算判断所用变阻器R2的规格.(b)在电路元件安全工作的条件下,移动变阻器R2滑片,使电流表示数的变化量△I最大.求不同连接方式中较大的△I最大.7.(2016•松江区一模)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此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;③现将一个表盘如图乙(b)所示的电压表并联在R1或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△I最大且电路中各元件都正常工作.则所选滑动变阻器的规格是;电压表并联在两端.求电流表示数的最大变化量△I最大.8.(2016•嘉定区一模)如图甲所示的电路中,电源电压恒为18V,电阻R1的阻值为10Ω,电流表A的0~3A量程损坏.闭合开关S,电压表示数为13伏,两电表的表盘如图乙所示.求:(1)通过电阻R1的电流I1;(2)电阻R2的阻值;(3)若用标有“100Ω 1A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2,在保证电路各元件安全的情况下,电压表示数的最大变化量.9.(2016•徐汇区一模)如图所示电路中,电源电压恒定为12伏,定值电阻R1阻值为8欧,滑动变阻器R2上标有“40欧 1安”字样,电流表0﹣3安量程损坏.闭合电键,电流表示数为0.5安.求:①定值电阻R1两端电压U1;②整个电路消耗的电功率;③在电路空缺处填入一个电压表及两个电键S1、S2,在确保电路中各元件均正常工作的情况下,试通过改变电键状态和移动滑动变阻器的滑片P,在确保电压表有示数的情况下,使电压表示数变化量达到最大(电压表量程可以更换).请通过计算说明电压表应接在之间(选填“AB”、“BC”、“BD”),并求出电压表示数变化量最大值△U.10.(2015•嘉定区二模)在如图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,定值电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样.闭合电键S,电压表示数为4伏.求:(1)通过定值电阻R1的电流I1.(2)滑动变阻器R2消耗的电功率P2.(3)当选用(选填“10欧”或“30欧”)的定值电阻R0替换R1,在移动滑片P 的过程中,满足电路中元件都能正常工作,且电压表的示数变化量最大.求电压表示数的最大变化量△U最大.11.(2016•松江区二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样.闭合电键,将滑片移到某一位置时,电流表A1与A的示数分别为0.8安和2安.①求电阻R1的阻值.②若不改动电路各元件的连接,在保证电路所有元件安全使用的情况下,求电阻R2消耗电功率的最大值P2最大.③现有三组定值电阻R1′和变阻器R2′的组合(如表),分别替换原来的电阻R1和变阻器R2.编号电阻R1' 变阻器R2'A 5 欧“10Ω 2A”B 10欧“20Ω 1A”C 20欧“50Ω 3A”要求通过移动变阻器滑片P使电流表A示数的变化量最大,电流表表盘如图(b)所示,电路正常工作.(a)能够实现上述要求的R1′、R2′组合的编号是.(b)求滑动变阻器连入电路的阻值范围.参考答案与试题解析一.计算题(共1小题)1.(2016•徐汇区二模)如图(a)所示,电源电压为18伏保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“150Ω 1Α”字样,电压表V1和电压表V2表盘相同如图(b)所示.闭合电键S后,电流表示数为0.5安.求:①电压表V1的示数;②电阻R2接入电路的阻值;③要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片P,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表达到某个量程的满刻度,且使电压表V2的变化量最大.第一,满足上述要求,计算出可以替换R1的定值电阻R0;第二,满足上述要求,电路消耗电功率的范围.【分析】①由图知,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,由欧姆定律计算电压表V1的示数;②由串联电路电压特点可得两端电压,再由欧姆定律计算R2接入电路的阻值;③能使电流表达到某个量程的满刻度,又要使V2的变化量最大,由此确定电流表和电压表的量程,由此计算电路中的最大和最小电流,从而计算电路消耗的功率范围.【解答】解:①由图a知,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,串联电路中电流处处相等,所以I=I1=I2=0.5A,由I=可得,电压表V1的示数:U V1=U1=IR1=0.5A×10Ω=5V;②串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,所以U2=U﹣U1=18V﹣5V=13V,由I=可得,R2接入电路的阻值:R2===26Ω;③第一:滑动变阻器R2标有“150Ω 1Α”所以允许通过它的电路最大为1A,若电流表使用0﹣3A量程,电流表满偏时超过变阻器允许通过的最大电流1A,所以电流表应使用0﹣0.6A量程.所以电路中的最大电流,I最大=0.6A,若V1使用0﹣3V量程,则V2最小电压为18V﹣3V=15V,则移动滑片后,V2超过15V,不合理,所以V2使用0﹣15V量程;而又要使V2的示数变化量最大,所以电压表都要选用0﹣15V量程.由串联电路分压原理,当取代R1的定值电阻R0两端最大时通过的电流最大,所以R0===25Ω,第二:使电压表V2的变化量最大,当V2示数15V,变阻器R2连入阻值最大,此时电路中电流最小,此时R0两端电压最小,所以:I最小====0.12A,由P=UI可得,电路消耗的最小功率:P最小=UI最小=18V×0.12A=2.16W,电路消耗的最大功率:P最大=UI最大=18V×0.6A=10.8W.即电路消耗电功率的范围为2.16W~10.8W.答:①电压表V1的示数为5V;②电阻R2接入电路的阻值为26Ω;③第一,可以替换R1的定值电阻R0为25Ω;第二,电路消耗电功率的范围为2.16W~10.8W.【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律的应用以及电功率的计算.关键是根据题目要求正确分析判断电表量程.二.解答题(共10小题)2.(2015•花都区二模)在图a所示的电路中,电源电压为16伏且保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2Α”字样.所用电压表的表盘如图b所示,闭合电键S后,电路中的电流为0.4安.求:①电压表V1的示数U1.②通电10秒,电流通过变阻器R2所做的功W2.③在各电路元件均安全工作的条件下,移动变阻器的滑片,电路中电流的最大变化量△I 最大.【分析】①已知电流与电阻,应用欧姆定律可以求出电压表示数.②由串联电路特点求出电阻两端电压,由W=UIt求出电功公式.③求出电路最大电流与最小电流,然后求出电流最大变化量.【解答】解:①由图示电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,由I=可知,电压表V1的示数:U1=IR1=0.4A×10Ω=4V;②电阻R2两端电压:U2=U﹣U1=16V﹣4V=12V,通电10秒,电流通过变阻器R2所做的功:W2=U2It=12V×0.4A×10s=48J;③由图示电压表可知,最大量程为0~15V,则R1两端最大电压为15V,电路最大电流:I max===1.5A,当滑动变阻器阻值全部接入电路时,电路电流最小:I min==≈0.27A,电路中电流的最大变化量△I最大=I max﹣I min=1.5A﹣0.27A=1.23A;答:①电压表V1的示数U1为4V.②通电10秒,电流通过变阻器R2所做的功W2为48J.③在各电路元件均安全工作的条件下,移动变阻器的滑片,电路中电流的最大变化量△I 最大为1.23A.【点评】本题考查了求电压、电功与电流变化量,分析清楚电路结构,应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题.3.(2014•上海模拟)如图所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样.电流表使用0~3A量程,电压表使用0~15V量程.在各电路元件均安全工作的条件下,要求每次改变变阻器滑片P的位置,都能使电流表A 与电压表V的指针改变的角度相同.求:(1)定值电阻R1的阻值;(2)变阻器R2连入电路电阻的最小值;(3)电流表示数的最小值.【分析】(1)已知电源电压和滑动变阻器允许通过的最大电流,可以得到电路最小电阻;设出滑片移动前后电流表的示数,根据电流表、电压表指针偏转较大相同,得到相应的电流、电压的变化值,确定等量关系列出方程,得到定值电阻的阻值;(2)已知电路最小阻值和定值电阻阻值,两者之差是滑动变阻器接入电路最小阻值;(3)电路电阻最大时,电流最小;已知电压表最大示数,可以得到定值电阻两端电压;已知定值电阻两端电压和阻值,得到电路最小电流.【解答】解:(1)已知滑动变阻器允许通过最大电流为2A,电源电压U=18V,∵I=,∴电路中的总电阻R总≥==9Ω,即R1+R2≥9Ω.电路中初始电流I=,电压表示数是U=×R2,滑动滑片电流表刻度变化为I′,则电流变化了×3,变化后的电流是﹣×3;滑动变阻器两端电压变化了×15,变化后的电压是+×15,R1两端的电压和滑动变阻器两端的电压和是电源电压,因此有:(×R2+×15)+(﹣×3)×R1=18,化简得到R1=5Ω,电压表使用的是0~15V的量程.(2)电路中的电流最大值是2A,电阻最小是9Ω,R1=5Ω,则滑动变阻器最小阻值是4Ω,(3)电流表示数最小的时候,(电路中电阻最大时候电流最小,但是电压表已经超出量程),电压表示数最大15V,则R1两端的电压为3V,电流表读数为I最小==0.6A.答:(1)定值电阻R1的阻值为5Ω;(2)变阻器R2连入电路电阻的最小值是4Ω;(3)电流表示数的最小值为0.6A.【点评】此题考查的是我们对串联电路特点和欧姆定律的应用,综合性较强,难度较大,理解电流表A与电压表V的指针改变的角度相同,是解答的前提.4.(2011•卢湾区二模)在如图(a)所示的电路中,电源电压为18伏且保持不变,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样.闭合电键S后,电流表A与电压表V的示数如图(b)、(c)所示.求:①变阻器R2连入电路的电阻.②通电10秒,电流通过定值电阻R1所做的功.③现用定值电阻R0来替换电阻R1,电流表使用0~3A量程,在各电路元件均安全工作的条件下,要求每次改变变阻器滑片P的位置,都能使电流表A与电压表V的指针改变的角度相同.I 符合上述条件和要求时,电压表所用量程为0~15V,定值电阻R0的阻值为5欧.II 符合上述条件和要求时,变阻器R2连入电路电阻的最小值及电流表示数的最小值.【分析】(1)由图可知两电阻串联在电源两端,V测量R2两端的电压,电流表测量的电流值即为电路中的电流;根据电表的量程读出示数,则由欧姆定律可求得电阻R2的阻值;(2)由串联电路的电压规律可得出R1两端的电压,则由电功公式W=UIt可求得电流通过电阻R1时所做的功;(3)由题意可知,用定值电阻R0来替换电阻R1,R0与R2串联,分析R0、R2两端电压的变化量之间的关系;将电流表A与电压表V的指针改变的角度转化为R0上的变化;然后在电流表使用0~3A量程的条件下,逐个分析电压表的哪个量程能符合滑动变阻器两端的电压要求;最后根据电压表的量程和滑动变阻器的铭牌的数据,再由欧姆定律可求变阻器R2连入电路电阻的最小值及电流表示数的最小值.【解答】解:①电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为:0.2A;电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为6V;由欧姆定律I=可得:R2的阻值:R2===30Ω;答:变阻器R2连入电路的电阻为30Ω.②R1两端的电压:U1=U﹣U2=18V﹣6V=12V;则R1消耗的电能:W1=U1I1t=U1It=12V×0.2A×10s=24J.答:通电10秒,电流通过定值电阻R1所做的功为24J.③Ⅰ、用定值电阻R0来替换电阻R1,则R0与R2串联,因为U=U0+U2,I=I0=I2,改变变阻器滑片P的位置时,U0减小的量与U2增加的量相同,即变化量相同,所以题目中的电流表A与电压表V的指针改变的角度相同,即为I0与U0的指针改变的角度相同.(1)设改变的角度为n,因电流表使用0~3A量程,若电压表使用0~3V量程.则:R0===1Ω,∴当I=I0=I2=2A时,U0=I0R0=2A×1Ω=2V,∴U2=U﹣U0=18V﹣2V=16V>3V 所以电压表不能用0~3V的量程.(2)因电流表使用0~3A量程,若电压表使用0~15V量程.R0===5Ω,∴当I=I0=I2=2A时,U0=I0R0=2A×5Ω=10V,∴U2=U﹣U0=18V﹣10V=8V<15V,所以电压表选用0~15V的量程.Ⅱ、由滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样可知:R总最小===9Ω,R2最小=R总最小﹣R0=9Ω﹣5Ω=4Ω;由电压表选用0~15V的量程可知:当U2=15V时,U0=U﹣U2=18V﹣15V=3V,I最小=I2=I0===0.6A.答:I、答案为:0~15;5.II、符合上述条件和要求时,变阻器R2连入电路电阻的最小值为4Ω,电流表示数的最小值为0.6A.【点评】本题考查了欧姆定律、滑动变阻器的使用及电压表的结构及使用,对学生要求较高,是道难度较大的综合题.应灵活应用所学电学知识进行分析解答,特别注意的是将电流表A与电压表V的指针改变的角度相同的变化转变为R0上的I0与U0的指针改变的角度相同.5.(2013•徐汇区二模)在如图所示的电路中,电源电压为18伏,定值电阻R1的阻值为12欧,闭合电键S,电流表的示数为0.45安.求:①电阻R1两端的电压;②电阻R2消耗的电功率;③现有三个滑动变阻器,A:20欧 2安;B:100欧 2安;C:150欧 1安,请选择其中一个替换定值电阻R1或R2.要求:闭合电键S,移动滑动变阻器的滑片,在保证各元件都能正常工作的情况下,电路中电流的变化量最大.第一,为满足上述要求,应选用滑动变阻器B(选填“A”或“B”或“C”)替换定值电阻R2(选填“R1”或“R2”).第二,算出电路中电流的最大变化量△I.【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电阻R1两端的电压;(2)根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据P=UI求出电阻R2消耗的电功率;(3)先根据欧姆定律求出R2的阻值,由题意可知两电压表的量程均为0~15V,分别用滑动变阻器替换值电阻R1或R2,当定值电阻两端的电压为15V时电路中的电流最大,当滑动变阻器两端的电压为15V时滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联电路的特点和欧姆定律分别求出电路中的最大电流和最小电流以及滑动变阻器接入电路的最大电阻,确定滑动变阻器的规格和替换的定值电阻,并进一步得出电路中电流的最大变化量.【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.①∵串联电路各处的电流相等,∴根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压:U1=IR1=0.45A×12Ω=5.4V;②∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴R2两端的电压:U2=U﹣U1=18V﹣5.4V=12.6V,电阻R2消耗的电功率:P2=U2I=12.6V×0.45A=5.67W;③R2的阻值为:R2===28Ω,由题意可知两电压表的量程均为0~15V,若用滑动变阻器替换定值电阻R1时,当电压表V2的示数U2max=15V时电路中的电流最大,电路中的最大电流:I max==≈0.54A,当电压表V1的示数U1max=15V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R2两端的电压:U2′=U﹣U1max=18V﹣15V=3V,电路中的最小电流:I min==≈0.12A,电路中电流的最大变化量:△I=I max﹣I min=0.54A﹣0.12A=0.42A,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑===125Ω;若用滑动变阻器替换定值电阻R2时,当电压表V1的示数U1max=15V时电路中的电流最大,电路中的最大电流:I max′===1.25A,当电压表V2的示数U2max=15V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R1两端的电压:U1″=U﹣U2max=18V﹣15V=3V,电路中的最小电流:I min′===0.25A,电路中电流的最大变化量:△I′=I max′﹣I min′=1.25A﹣0.25A=1A,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑===60Ω;综上分析可知,要使电路中电流的变化量最大,应用选用B滑动变阻器(A滑动变阻器的最大阻值太小,C滑动变阻器允许通过的最大电流太小)替换定值电阻R2,电路中电流的最大变化量为1A.答:①电阻R1两端的电压为5.4V;②电阻R2消耗的电功率为5.67W;③第一,B;R2;第二,电路中电流的最大变化量为1A.【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据电压表的规格0~15V确定电路中的最大和最小电流以及滑动变阻器接入电路的最大阻值,本题只要按部就班的解答不难解出.6.(2015•黄浦区二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且不变,将定值电阻R1接入M、N接线柱,闭合电键S后电流表A的示数为0.4安.①求电阻R1的阻值.②现有滑动变阻器R2,其规格为”5Ω 3A”、“10Ω 1A”或“20Ω 2A”中的一个将R1与R2以不同的连接方式接入M、N接线柱,闭合电键S,移动变阻器R2的滑片,都能使电流表的指针达到图(b)所示位置.(a)请通过计算判断所用变阻器R2的规格.(b)在电路元件安全工作的条件下,移动变阻器R2滑片,使电流表示数的变化量△I最大.求不同连接方式中较大的△I最大.【分析】①已知电压与电流,应用欧姆定律可以求出电阻阻值;②根据电阻的连接方式判断电流表的量程,然后由图示电流表读出其示数,再应用串并联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的阻值,然后确定其规格;应用欧姆定律与并联电路特点求出电流变化量的最大值.【解答】解:①由I=可知,电阻阻值:R1===15Ω;②(a)电源电压不变,两电阻串联时,电路总电阻增大,电路电流减小,小于0.4A,由图示电流表可知,电流表量程为0~0.6A,示数为0.3A,串联电路总电阻:R===20Ω,滑动变阻器的阻值R2=R﹣R1=20Ω﹣15Ω=5Ω;两电阻并联时,电路电流大于0.4A,由图示电流表可知,电流表量程为0~3A,电流表示数为1.5A,电阻R2===≈5.5Ω,则两中情况下滑动变阻器接入电路的阻值均大于等于5Ω,通过滑动变阻器的最大电流大于1A,则滑动变阻器应选择“20Ω 2A”.(b)两电阻并联时电流表示数变化量大,I2最小===0.3A,△I最大=△I2最大=I2最大﹣I2最小=2A﹣0.3A=1.7A;答:①电阻R1的阻值为15欧姆.②(a)所用变阻器R2的规格是“20Ω 2A”.(b)较大的△I最大为1.7A.【点评】本题考查了求电阻阻值、选择滑动变阻器、求电流表最大变化量,本题难度较大,根据题意读出电流表示数,应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题.7.(2016•松江区一模)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此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;③现将一个表盘如图乙(b)所示的电压表并联在R1或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△I最大且电路中各元件都正常工作.则所选滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”;电压表并联在R2两端.求电流表示数的最大变化量△I最大.【分析】①由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,根据电流表的量程和分度值读出电路中的电流,根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压;②根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;③分别讨论两滑动变阻器接入电路中和电压表不同位置时电流表示数的变化量,然后得出结论.【解答】解:①由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由(a)图可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,电路中的电流I=0.8A,由I=可得,电阻R1两端的电压:U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;②电路中的总电阻:R===30Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器R2连入电路的阻值:R2=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω;③(1)滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,允许通过的最大电流为1A,a.电压表并联在R1两端,当R1两端的电压为15V时,电路中的电流:I′===1.5A,则电路中的最大电流I大=1A,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流:I小===0.4A,所以,电流表的示数变化量:△I=I大﹣I小=1A﹣0.4A=0.6A;b.电压表并联在R2两端时,电路中的最大电流I大=1A,电压表的示数U2=15V时,电路中的电流最小,则I小===0.9A,所以,电流表的示数变化量:△I=I大﹣I小=1A﹣0.9A=0.1A;(2)若滑动变阻器的规格为“20Ω,2A”,允许通过的最大电流为2A,a.电压表并联在R1两端,当R1两端的电压为15V时,电路中的电流:I′===1.5A,则电路中的最大电流I大=1.5A,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流:I小===0.8A,所以,电流表的示数变化量:△I=I大﹣I小=1.5A﹣0.8A=0.7A;b.电压表并联在R2两端时,电路中的最大电流I大=2A,电压表的示数U2=15V时,电路中的电流最小,则I小===0.9A,所以,电流表的示数变化量:△I=I大﹣I小=2A﹣0.9A=1.1A;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△I最大=1.1A,电压表应并联在R2两端.答:①电阻R1两端的电压为8V;②此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为20Ω;③所选滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”;电压表并联在R2两端;电流表示数的最大变化量为1.1A.【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,根据电压表的量程确定最大示数并求出通过定值电阻的电流、然后与变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路的最大电流是关键.8.(2016•嘉定区一模)如图甲所示的电路中,电源电压恒为18V,电阻R1的阻值为10Ω,电流表A的0~3A量程损坏.闭合开关S,电压表示数为13伏,两电表的表盘如图乙所示.求:(1)通过电阻R1的电流I1;(2)电阻R2的阻值;(3)若用标有“100Ω 1A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2,在保证电路各元件安全的情况下,电压表示数的最大变化量.【分析】(1)由串联电路特点求出电阻两端电压,然后由欧姆定律求出电路电流.(2)已知电压与电流,应用欧姆定律可以求出电阻阻值.(3)根据题意确定电路最大电流,应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器两端最大与最小电压,然后确定电压最大变化量.【解答】解:(1)R1两端电压:U1=U﹣U2=18V﹣13V=5V,通过R1的电流I1===0.5A;(2)两电阻串联,电路电流:I=I1=I2=0.5A,R2的电阻阻值:R2===26Ω;(3)当电路中的电流最大时,R2两端的电压最小,而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,已知:电流表0~3A量程损坏.则电路允许通过的最大电流为:I最大=0.6A,R1两端最大电压:U1大=I1大R1=0.6A×10Ω=6V,滑动变阻器两端最小电压:U2小=U﹣U1大=18V﹣6V=12V,当电路中的电流最小时,R2两端的电压最大,U1小=I小R1=R1=×10Ω≈1.6V,滑动变阻器两端最大电压:U2大=U﹣U1大小=18V﹣1.6V=16.4V>15V,滑动变阻器两端最大电压为:U2大=15V,滑动变阻器两端电压变化最大范围:△U大=U2大﹣U2小=15V﹣12V=3V;答:(1)通过电阻R1的电流I1为0.5A.(2)电阻R2的阻值为26Ω.。