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- 2021-05-13 发布
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上海中考物理电学计算专题训练
【题型一:电源可变-电流范围】
例1.在如图所示电路中,电源电压可在4~8伏范围内调节,变阻器R2上标有“20Ω 2Α”字样。当电路中的电流为0.4安时,R1两端的电压为2伏。
R1
P
R2
S
③若在变阻器R2两端并联一个电压表,所用量程为0~3伏,求该电路正常工作情况下,电路中的电流可调到的最大值和最小值。
例2.在如图所示电路中,定值电阻R1=10欧,滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样。当闭合电键S时,若电源电压为12伏,通过R1的电流为0.4安。
③若电源电压在6伏~15伏间可变,在确保电路正常工作前提下,当电源电压为_________伏时,通过移动变阻器滑片的位置,可使电路中电流的变化量为最大,并求出这个最大值。
练习:
1.在如图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,所用电表均为如图(b)所示规格。
② 现电路中的电源电压可变:
(a) 若滑动变阻器R2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Umin。
(b) 若滑动变阻器R2标有“5Ω 3A”的字样,求在电源电压可变范围内,通过电阻R1的最大电流I1max。
(a)
R1
S
R2
P
A2V
A1V
(b)
2.如图所示,灯L上标有“12V 3.6W”,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”。
(2)断开S1、S2,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。
3.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“10W2.5A”字样。闭合电键S,电流表A的示数为0.9安。
(2)若电源电压可变,电流表A选接“0~3A”量程。现用定值电阻R0替换R1,要求:电源电压取6~12伏之间任一值,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表A的指针能达到满刻度处。
第一,现有阻值为10欧和15欧的两个电阻,满足上述要求时应选择的电阻阻值为_______欧。
第二,满足上述要求时替换的定值电阻R0的取值范围为_______欧至_______欧。
【题型二:指针偏转】
例3. 在如图所示的电路中,电源电压为18伏且不变,电阻R1的阻值为15欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样,所用电表为学校实验室常用电表。闭合电键S后,电流表的示数为0.4安。
③如果要使两电表的指针偏离零刻度线的角度相同,且电路能正常工作。
第一,不改变电表量程,移动滑片P能否满足上述要求;若能,请说明滑片P应向哪个方向移动;若不能,请简要说明理由。
第二,选择合适的电表量程,满足上述要求共有______种可能。请另选一种满足上述要求的情况:电流表量程0~____安,电压表量程0~_____伏,并计算当满足上述要求时,电路中的电流大小I。
A
R1
S
P
R2
V
练习:
4.在图(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“50W 1A”字样,电阻R1
为可变电阻,两电压表的规格相同,电流表选用0~3A量程。
(2)若移动变阻器的滑片P,分别使电压表V1和V2的指针都能处于如图13(b)所示的位置,且电路正常工作。求:(a)符合上述条件的电阻R1的阻值范围。(b)满足上述要求时,电阻R1的分别取最小和最大阻值连入电路,在两种情况下各自电流表示数的最小值。〔注:(a)(b)两问均要写明必要理由〕
图(a)
图(b)
–
15
3
【题型三:改变电路结构】
例4.在如图1所示的电路中,电阻R1为40欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 3A”字样。现有电压为6伏的电源一个,表盘如图2(a)、(b)所示的电流表、电压表各一个,电键一个。
图1
F
A
B
C
D
E
R1
R2
P
图2
(a) (b)
(2) 请选择一个电表,将电源、电键和所选择的电表分别接入AB、CD、EF间。要求选择合适的电表量程,移动滑片P的过程中,电路各元件能正常工作,且所选电表指针转动的角度最大。
① 应在AB间接入 ,CD间接入 ,EF间接入 。
② 所选电表所用的测量范围是 ,请计算出所选电表的示数变化范围。
练习:
5.在如图所示电路中,电源电压5V保持不变,电流表量程分别为0~0.6安和0~3安,电压表的量程分别为0~3伏和0~15伏,电阻R1和R2的阻值分别为10欧和20欧。
(3)请选择滑动变阻器A:“10欧 2安”或B:“20欧 1安”中的一个来替换电阻R1或R2 ,要求:在电流表允许更改量程且有示数的条件下,通过控制电键的断开或闭合,使电流表的示数变化量最大,且电路能安全工作。则应选择滑动变阻器 (1) (选填“A”或“B”)替换某定值电阻,试通过计算求出电流表示数的变化量DI。
S1
R2
S2
R1
A
V
S3
【题型四:电路讨论】
例5.在如图(a)所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“50W 1.5A”字样。
(a)(b) (c)
P
R1
R2
S
电流表A1
电流表A2
③若在电路中串联两个电流表,闭合电键后电流表示数如图11(b)、(c)所示,小王同学计算了此时变阻器连入电路的阻值,他的分析过程如表所示。
解1
电流表A1接干路、A2接R2的支路,即I总=1.2安I2=0.3安
得 R2=U2/ I2=6伏/0.3安=20欧
解2
电流表A2接干路、A1接R2的支路,即I总=1.5安I2=1.2安
得 R2=U2/ I2=6伏/1.2安=5欧
请判断:小王的分析计算过程是否有错、是否完整。若有错误,请指出并说明理由;若不完整,请说明电流表所接的位置,并求出其它可能的解。
【题型五:替换电源】
例6. 在如图1所示电路中,R1=20欧,滑动变阻器R2标有“50欧,2安”字样,闭合电键S,移动变阻器滑片P至中点,电流表示数如图2所示,
(3)在电压表、电流表的量程均不改变的情况下,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,两电表分别能达到某量程的满刻度,且电路正常工作。
求满足上述要求替换电源的电压(求电源电压范围)。
S
R1
A
P
R2
V
0
1
2
3
A
0
0.22
0.4
0.6
0.6
3
-
V
0
5
10
15
0
1
2
3
3
15
-
图2
图1
6.在如图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”的字样,所用电表规格如图(b)所示。
(b)
A
R1
P
R2
S
V
(a)
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R2连入电路中所能达到的最大阻值。
【题型六:替换电阻-改变电路结构】
例7.如图所示,电源电压12V保持不变,电流表的量程分别为0~0.6安和0~3安,电压表的量程分别为0~3伏和0~15伏,电阻R1和R2的阻值分别为24欧和100欧。求:
(3)现用阻值不同的电阻R3替换R2,替换后要求:通过控制电键的断开或闭合,使电流表或电压表的示数分别能达到某个量程的最大值,且两个电阻都有电流通过,请通过计算求出符合上述要求的所有可能的定值电阻R3的阻值。
练习:
7.在图11(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1 和R2的阻值分别为15欧和30欧。电流表和电压表的表盘如图11(b)所示。
图11
(a)
(b)
A
S3
R1
R2
S2
S1
V
③ 若将电源电压换为18伏,现有定值电阻甲:5欧、乙:10欧、变阻器丙:“5欧 3安”、丁:“20欧 1安”可供选择来替换R1和R2,要求:在电流表有示数的条件下,仅通过控制电键的断开或闭合,使电流表示数的变化量最大,且电路能正常工作。
第一:应选择_______替换R1,选择_______替换R2。(均选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)
第二:求出电流表示数的最大变化量ΔI。
【题型七: 替换电阻-偏转角度、电表变化】
例8 .如图所示电路,电源电压为18伏,且保持不变。R1=30欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样。闭合电键S,滑片P位于某位置时,电流表示数为0.4安。求:
③现用定值电阻5Ω、10Ω和25Ω中的一个替换R1,要求选择合适的电表量程后,移动滑片过程中,电压表V1与电流表A的指针偏离零刻度线的角度相同,且能使电压表V2示数的变化量达到最大。
第一,应用 欧的电阻替换R1。
A
V2
V1
R1
R2
S
P
第二,滑片移动过程中,电压表V2示数的最大变化量。
练习:
8.在如图所示电路中,电源电压为19伏且保持不变,滑动变阻器上面标有“100欧 1安”字样.闭合电键S,电流表A示数为0.5安,电压表示数为9伏.试求:
(3)在保证电路正常工作的前提下,选择合适的定值电阻替换.
要求:选择合适的电表量程后,移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表指针能到达满偏,应选择最大阻值为 ▲ 欧的定值电阻来替换,并写出主要计算过程.
S
V2
V1
R2
R1
P
A
9.在图1所示的电路中,电源电压24伏保持不变,滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样。闭合电键S后,电流表A和电压表V1示数如图2所示。求:
图1
图2
(3)现有两个定值电阻分别为12欧、30欧来替换电阻R1,滑动变阻器“20Ω 2A”、“50Ω 1A”来替换R2。要求:移动变阻器的滑片P,在电路安全使用的情况下(两电压表型号相同),使电流变化量达到最大。则R1选___________欧,R2选“_________”,并计算此时电流的最大变化量。
10.在如图所示的电路中,电源电压为18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,移动变阻器R2的滑片P到某一位置时,电流表A的示数为0.5安。
A
R1
P
R2
S
a
b
c
③ 现用阻值分别为5欧、10欧或15欧的定值电阻替换R1,并将一电压表并联在a、b、c点中的某两点之间,在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数与电流表示数的比值最小。(a)说出替换的电阻和电压表接入的位置;(b)求出该最小比值。
11.在如图所示的电路中,电源电压为3伏且保持不变,电阻R的阻值为10欧。电流表0~3安量程挡损坏。
③ 现有“20Ω 2A”、“5Ω 3A”的滑动变阻器两个,请选择一个接入电路a、b、c、d中的某两点,要求:电键S闭合前、后电流表示数的变化量DI最大。
R
S
A
a
b
c
d
选择:将变阻器_____________接入电路中_____________两点间,使变阻器接入电路的电阻值为_____________欧。
求出:电键闭合前、后,电流表示数的最大变化量DI。
课堂练习
1.在如图(a)所示电路中,定值电阻R1的阻值为5欧,
(a)
S
A
B
(b)
A
R1
②现将一标有“5Ω 2A”字样的滑动变阻器R2与定值电阻R1串联或并联后接入电路中的A、B两点之间,闭合电键后,在电路安全工作的条件下,能使电流表示数最大,求两种连接方式下各自能满足条件的电源电压范围。
2.在如图(a)所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2的标有“20Ω 2A”字样。闭合电键S,电流表的示数为0.8安。
③若用定值电阻R0替换电阻R1,移动滑动变阻器滑片,发现电流表示数的最小值如图(b)所示,电压表表盘如图(c)所示。请通过计算判断所用定值电阻R0的可能阻值。
(a) 图13 (b) (c)
R1
S
R2
P
V
A
3.在如图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样。闭合电键S,移动滑片P到某一位置,电流表的示数为1安。所用电表如图(b)所示。
② 若电源电压可变,为使通过干路的电流最大且电路安全,求电源电压的最小值Umin和最大值Umax。
(a) (b)
P
R1
R2
S
A
V
4.在如图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为15欧,滑动变阻器R2的规格为 “50Ω 2A”。闭合电键S,当变阻器滑片位于某位置时,电流表的示数为0.1安,此时:
S
A
R1
P
R2
(a) (b) (c)
①求R1两端的电压U1。
②在电路中正确连入两个电压表,示数分别如图(b)、(c)所示。请通过计算判断此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。