类型12.并联电路替换定值电阻使得两个电流表的比值相同:
12.在图所示的电路中,电源电压为6伏且不变.电阻R1的阻值为50欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样.闭合电键S,电流表A1的示数为0.52安.已知电流表A1的“0~3A”量程档损坏. (1)求通过电阻R1的电流.
(2)求变阻器R2连入电路的阻值.
(3)若要使电流表A2与电流表A1的比值变小,变阻器的滑片P应继续向 右 移动(选填“左”或“右”).
现有阻值为15欧、30欧和60欧的三个电阻,请从中选择一个来替换电阻R1,然后移动变阻器滑片P,使电流表A2与电流表A1的比值最小,且电路能正常工作. ①应选择的电阻阻值为 30 欧.
②通过计算求出电流表A2与电流表A1的最小比值.
考点: 欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;滑动变阻器的使用. 专题: 计算题. 分析: (1)知道电源电压和R1的阻值,利用欧姆定律求通过电阻R1的电流; (2)根据并联电路的电流关系求通过滑动变阻器R2的电流,再根据欧姆定律求变阻器R2连入电路的阻值; (3)使电流表A2的示数变小,可以使滑动变阻器连入的电阻变大,同时可使电流表A1的示数变小,据此分析; 若选15Ω的电阻,干路电流大于0.6A,不可行;若取60Ω电阻,和滑动变阻器的20Ω相差较大,使得两电流表的示数相差较大,不可取;故选30Ω; 求出每条支路的电流(滑动变阻器全连入),再求电流表A2与电流表A1的最小比值. 解答: 解:(1)I===0.12A, 1(2)I2=I﹣I1=0.52A﹣0.12A=0.4A, R2===15Ω, (3)当滑动变阻器的滑片P向右移动时,连入的电阻变大,本支路的电流变小、干路总电流变小,使两电流表的示数都变小; ①若选15Ω的电阻,干路电流: I=+=0.3A+0.4A>0.6A,不行; 若取60Ω电阻,和滑动变阻器的20Ω相差较大,使得两电流表的示数相差较大,不行; 选30Ω的电阻; ②I1===0.2A,I2===0.3A, ===. 故答案为:(1)通过电阻R1的电流为0.12A;(2)变阻器R2连入电路的阻值为15Ω;(3)右;30;电流表A2与电流表A1的最小比值为. 点评: 本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用,能分析题意确定选30Ω电阻是本题的关键,使用欧姆定律时注
意三量(I、U、R)同体. 类型13:并联电路替换滑动变阻器
13.如图所示电路,R2阻值为30欧,当电键S闭合时,电流表A1的示数为0.2安,A2选0~0.6安量程.求:(1)电源电压.(2)通电20秒电流通过R2所做的功.(3)现有甲、乙两个滑动变阻器,分别标有“10Ω 1A”和“20Ω 2A”字样,请通过计算选择合适的滑动变阻器接人电路,能保证电路正常工作.
考点: 欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用;电功的计算. 专题: 计算题. 分析: (1)由电路图可知,电阻R2和滑动变阻器并联,电流表A1测R2支路的电流,A2测干路电流;根据欧姆定律求出电源的电压,根据W=UIt求出通电20秒电流通过R2所做的功. (2)电阻R2两端的电压不变,通过的电流不变;根据并联电路的电流特点求出当电流表A2满偏时通过滑动变阻器的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小电阻值,据此选择滑动变阻器的规格. 解答: 解:(1)∵电阻R2和滑动变阻器并联, ∴电源的电压U=U2=I2R2=0.2A×30Ω=6V; (2)通电20秒电流通过R2所做的功: W2=U2I2t=6V×0.2A×20s=24J; (3)当电流表A2满偏时通过滑动变阻器的最大电流: I1大=I大﹣I2=0.6A﹣0.2A=0.4A, 滑动变阻器接入电路的最小值: R1小===15Ω, ∵因为要保证A2表不损坏,滑动变阻器的最小阻值要15Ω, ∴选用“20Ω 2A”这一变阻器. 答:(1)电源电压为6V; (2)通电20秒电流通过R2所做的功为24J; (3)为保证电路正常工作应选择“20Ω 2A”的滑动变阻器接人电路. 点评: 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功的计算,关键是公式及其变形式的灵活运用,难点是能根据电流表的满偏确定滑动变阻器的选择. 类型14:并联电路替换定值电阻使得两个电表都处于某一位置:
14.在图(a)所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20欧.闭合电键S,电流表A1和A2的示数分别为0.3安和0.9安.求:
(1)电源电压U.
(2)此时电阻R1消耗的电功率P1. (3)现用R3去替换R1,闭合电键S,当滑动变阻器的滑片移到某个位置时,电流表A1和A2的指针都指在如图(b)所在的位置,求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值. 考点: 欧姆定律的应用;电流表的读数方法;电功率的计算. 专题: 计算题;动态预测题. 分析: 由电路图可知:电阻R1和滑动变阻器R2并联在电源的两端,根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压,即为电源的电压;根据P=UI求出电阻R1消耗的电功率;当R3去替换R1时,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,A2的量程为0~3A,A1的量程为0~0.6A,分别读出电流的大小;求出通过滑动变阻器的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器R2连入电路的电阻值. 解答: 解:由电路图可知:电阻R1和滑动变阻器R2并联在电源的两端, 所以电源电压: U=U2=U1=R1I1=20Ω×0.3A=6V; 此时电阻R1消耗的电功率: P1=U1I1=6V×0.3A=1.8W. 当R3去替换R1时,干路电流为1A,通过R1的电流为I1′=0.2A; 此时通过滑动变阻器的电流: I2=I′﹣I1′=1A﹣0.2A=0.8A, 滑动变阻器R2连入电路的电阻值: R2===7.5Ω. 答:(1)电源电压为6V;(2)此时电阻R1消耗的电功率为1.8W;(3)现用R3去替换R1时,滑动变阻器R2连入电路的阻值为7.5Ω. 点评: 本题考查了电流表的使用和并联电路电流、电压特点,以及欧姆定律的计算;R3去替换R1时,根据并联电路电流特点确定电流表的量程是解决本题的关键.