13、14年二模、电学计算题专题训练四、电源电压可变问题

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图17
图18

12
(b )
A
R 1
P
R 2 S
V
(a )
电学计算题专题训练四
1、在图12(a )所示的电路中,电阻R 1的阻值为10欧,滑动变阻器R 2上标有“20Ω 2A ”的字样,所用电表规格如图12(b )所示。

① 若电源电压为3伏,闭合电键S 后,移动变阻器的滑片P ,当电流表示数为0.1安时,求电压表的示数U 2。

② 若电源电压可变,但该电源电压需满足如下要求:在此电路中选择合适的电表量程后,移动变阻器的滑片P ,能使两电表的指针分别达到满刻度,且不损坏电路元件。

(a) 应选择:电流表的量程为__________安,电压表的量程为__________伏; (b) 能满足要求的电源电压的范围为__________伏;
(c) 求在该电源电压范围下,变阻器R 2连入电路中所能达到的最大阻值。

2、在图17所示电路中,R 1=20欧,滑动变阻器R 2标有“50欧,2安”字样,闭合电键S ,在电压表、电流表的量程均不改变的情况下,移动变阻器滑片P 至中点,电流表示数如图18所示。

(1)求此时电压表示数,请在电压表中标出量程及大小。

(2)求移动滑动变阻器滑片的过程中,电路的最大总功率。

(3)用新的电源去替换原来的电源,要求,在移动滑动变阻器滑片的过程中,两电表分别能达到原量程的满刻度,且电路正常工作。

求:满足上述要求替换电源的电压
1 2
3 A 0
0.2 0.4
0.6
0.6 3 -
V
5
10 15 0
1
2
3 3
15
-
S
R 1
A
P
R 2
V
3、在图2(a )所示的电路中,电阻R 1的阻值为10欧,所用电表均为图2(b )所示规格。

① 若电源电压为3伏,闭合电键S ,求通过电阻R 1的电流I 1。

② 现电路中的电源电压可变:
(a) 若滑动变阻器R 2标有“50Ω 1A ”的字样,求为保证通过干路的电流达到最大时,电源所需的最小电压U min 。

(b) 若滑动变阻器R 2标有“5Ω 3A ”的字样,求在电源电压可变范围内,通过电阻R 1的最大电流I 1max 。

4、如图12所示,灯L 上标有“12V 3.6W ”,定值电阻R 1的阻值为10欧,滑动变阻器R 2上标有“50Ω 1A ”。

(1)闭合S 1、S 2,灯L 正常发光。

电流表、电压表的量程分别为0~3A ,0~15V ,求:①灯正常发光时的电阻;②滑动变阻器允许连入的阻值范围。

(2)断开S 1、S 2,用一个新的电源去替代原来的电源,电流表、电压表的量程分别为0~0.6A ,0~3V 。

移动滑动变阻器的滑片过程中,要求两个电表先后均能达到满刻度,且电路正常工作。

求允许替换电源的范围。


2
(a )
R 1 S
R 2 A 2
A 1
(b )
S 2
图12
5、在图12所示的电路中,电源电压为15伏且不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“30Ω1A”字样。

闭合电键S,电压表V的示数为9伏。

求:
①电流表A的示数。

②变阻器连入电路中电阻R2的阻值。

③如果电源电压可以改变,求符合下列要求的电源电压的变化范围。

要求:在电表选择合适量程的情况下,移动滑片P,使两个电表的指针都能达到量程满
刻度值。

电学计算题专题训练四参考答案
1、①U1=I1R1=0.1安× 10欧=1伏 1分U2=U-U1=3伏-1伏=2伏 1分
② (a) 0~0.6;0~3 2分 (b) 6-9 2分
(c) U变/R变=(U- U变)/ R1滑动变阻器接入电路电阻最大时,U变=3伏 1分
R变=3伏×10欧/ (U-3伏) 当U=6伏时, R变=10欧 1分
2、(1)U1=I1 R1/2 1分= 0.32安×50欧/2= 8伏1分量程及电压大小指针全对1分
(2)U1=I1R1=0.32安×20欧=6.4伏U总= U1+ U2=6.4伏+8伏=14.4伏P总=U总I总
=14.4伏×0.6安=8.64 瓦1分
(3)I=0.6A时U=IR=0.6A×20Ω=12V U2=15V时,U= U1+U2=+15V=21V 2分
当I=0.6A U2=15V时 U= U1+U2=0.6A×20Ω+15V=27V 1分所以21V≤U≤27V
3、①I1=U1/ R1=3伏/10欧=0.3安3分
②(a) I1=I-I2=3安-1安=2安1分
U1=I1 R1=2安×10欧=20伏2分
(b) 通过电阻R1的电流最大时
I=3安R2=5欧1分
I1 max R1=I2R2
I1 max R1=(I-I1 max)R2
I1 max× 10欧=(3安-I1 max)×5欧
I1 max=1安2分
(闵行)11. (1)闭合S1、S2,灯L、 R2并联。

①I L=P/U L=3.6瓦/12伏=0.3安 1分
R L= U L/I L=12伏/0.3安 =40欧 1分
②当滑动变阻器达到允许通过的最大电流1安时,电流表是安全的。

所以滑动变阻器允许连入最小值为R2=U/I2=12伏/1安=12欧 1分
12欧≤R滑≤50欧1分
(2)断开S1、S2,R1、R2串联。

I最大=0.6安,U最小=I最大R总最小=0.6安×10欧=6伏 1分
U2=3伏时,U= U1+U2=10欧×(3伏/50欧)+3伏=3.6伏,
此时电流表不可能达到最大,所以3.6伏舍去。

1分
当I最大=0.6安且U2最大=3V时,U′最大= U1+U2=0.6安×10欧+3伏=9伏;因题中要求两个电表先后均能达到满刻度,所以最大电压应小于9V。

1分
所以 6 伏≤U<9伏 1分
4、①U1=15伏-9伏=6伏I1=U1/ R1=6伏/10欧=0.6安 3分
②R2=U2/I=9伏/0.6安=15欧2分
③ 0.6安和3伏时,6伏至9伏;0.6安和15伏时,20伏至21伏。