上海中考電路計算替換電阻問題的解題技巧

1、電阻替換問題的解題技巧1 .串聯(lián)電路中的更換定值電阻問題的解法對電學(xué)中串聯(lián)電路的更換定值電阻的問題，一直是個難點，很多同學(xué)總是理不清各個量之間 的關(guān)系，現(xiàn)就這個問題，提供一種有效的解題思路，供大家復(fù)習(xí)參考。標(biāo)準(zhǔn)電路圖第一步：確定各個電表的量程。電流表：一般根據(jù)題干中滑動變阻器的參數(shù)就可以確定。比如滑動變阻器 R2上標(biāo)有50Q 2A'字樣”，則我們應(yīng)該選擇 00.6A的量程等。電壓表：通常根據(jù)電源電壓可以確定。比如 電源電壓為6伏且不變”，則我們應(yīng)該選擇03V 的量程等。注：若根據(jù)電源電壓無法確定，則現(xiàn)放下，由后續(xù)步驟確定。第二部：電路中電流I的范圍。以更換的阻值，確定電路中電流的范圍(

2、無需考慮電路正常工作/安全性問題)，即Imin < I < Imax若電流表的量程在以上 I的范圍內(nèi)，說明所替換的電阻是可以的，即可以使電流表示數(shù)達(dá)到最大或滿偏；若不在以上范圍內(nèi)，說明所替換的電阻是不可以的。Imin= U/ (R1+R2) R1由所替換的電阻帶入計算，R2是滑動變阻器接入的最大阻值。Imax = U/R1R1由所替換的電阻帶入計算。第三步：電路中滑動變阻器的電壓U2的范圍。當(dāng)?shù)诙綗o法確定哪個替換電阻合適時，就要在此步驟確定了；同時電壓表量程無法確定的，也可以在此步驟確定了。U2min< U2< U2max若第一步已經(jīng)確定電壓表的量程的， 則看此量程是

3、否在以上電壓范圍內(nèi)， 若在，說明替換的 電阻是可以的，即可以使電壓表示數(shù)達(dá)到最大或滿偏； 若不在以上范圍內(nèi)， 說明所替換的電 阻是不可以的。若第一步?jīng)]有確定電壓表的量程，則看哪個量程(03V, 015V)在以上范圍內(nèi)，哪個在就選擇哪個替換電阻。U2min= U - Ulmax = U - I滿偏R1R1由所替換的電阻帶入計算。U2max= U/（R1+R2） x R2R由所替換的電阻帶入計算，R2是滑動變阻器接入的最大阻值。注意：U2min不是滑動變阻器全部不接入時的電壓0V,因為此時是要考慮電流表安全問題的。第四步：更換電阻后，電路正常工作時滑動變阻器的阻值范圍。基本上，經(jīng)過以上三步，電表的

4、量程、合適的替換電阻都可以確定下來了。當(dāng)計算更換以后的滑動變阻器的阻值范圍問題時，必須要考慮安全性問題了。2 .定值電阻R0替換問題的解題技巧分析特點：串聯(lián)電路且電壓表是并在變阻器兩端。如果電壓表直接并在定值電阻兩端的話，題目就相對容易解答。要分別滿偏，必定同時滿偏，且定值電阻阻止只能為5歐（3V、0.6A）、25歐（15V、0.6A）、1歐（3V、3A）、5歐（15V、3A）,后兩種情況不太可能出現(xiàn)，考慮到變阻器一般限流都在3A之內(nèi)的。. . OpAi4Lq|iI E8在圖8所示的電路中，電源電壓為 18伏且不變，電阻 R1的阻值為30歐，滑動變阻器 R2上標(biāo)有“ 50Q2A”字樣。閉合電鍵

5、 S,電流表的示數(shù)為安。求：（1）電阻R1兩端的電壓。（2）電阻R1消耗的電功率 P1。（3）有三個定值電阻，分別為 A （40歐）、B （20歐）、C （10歐），請從中選擇一個來替換 電阻R1,并選擇合適的電表量程。要求：在移動變阻器滑片P的過程中，不更換電表量程，兩電表的指針分別能達(dá)到滿刻度處，且電路能正常工作。請選擇電表使用的量程：電流表量程 安，電壓表量程 伏。應(yīng)選用電阻 （選填字母）代替電阻 R1.o滿足上述要求時，變阻器R2連入電路的阻值范圍。分析過程：（3）這類題目（電壓表接在變阻器兩端的串聯(lián)電路）有通用技巧，要分別達(dá)到滿刻度，我們就考慮一個特殊情況，先算一個臨界電阻R0,使彳

6、#用R0替換RIB,移動滑片P的過程中兩表能同時滿偏，在這種情況下變阻器是左右都不能再滑動的，所以是下限。然后考慮如果V: 0-3V, A: 0-0.6A,算出同時滿偏的情況，R0=（18V-3V）/0.6A=25歐，所以替換電阻值必須要大于25歐姆，這是下限。還要保證電路中最大電流能達(dá)到0.6A,最大電壓能達(dá)到 3V,也就是變阻器 R2=0歐時，電流表至少要超過 0.6A;變阻器R2=50歐時，電壓表至少要超過 3V。所以 R0 的上限就是：當(dāng) R2=0 時，R0=18V0.6A=30 歐；當(dāng) R2=50 歐時，R0=（18V-3V）/（3V/50 ）=250 0;綜合起來 R0不能超過30

7、歐。如果電壓表用 0-3V量程，電流表用 0-0.6A量程，電阻R0只能在25歐30歐里選，題目 給出的中沒有合適的可選電阻，所以不能取小量程0-3V。相反如果是大量程 V: 0-15V,電流表0-0.6A,同理可算得5歐WR0W10歐（上限算出來一個是 10歐，一個是30歐，取10 歐）。選C電阻。變阻器 R2連入電路的阻值范圍就顯得比較簡單了，只要將正確的替換電 阻放進(jìn)去，分別計算兩電表達(dá)到滿偏時，變阻器的電阻值，最后得到結(jié)論。歸納下選替換電阻的通用原則：選量程【滑動變阻器允許通過的最大電流 電流表量程】；算替換電阻下限 Rmin,即當(dāng)電壓表和電流表同時滿偏的臨界情況；算替換電阻上限Rma

8、x,滑片P分別位于電阻零位置和最大電阻位置時，讓電流表和電壓表分別滿偏，分別算出兩個替換電阻上限值，取小的一個作為上限 Rmax;得到替換電阻的選擇范圍RmirK R0K Rmax即可選擇出合適的替換電阻。明確電表所測對象 一 判斷電表所選量程 一明確所求物理量值 一具體情況具體討論一回到題目檢驗取舍例1、（2013年普陀區(qū)二模）在如圖（a）所示的電路中，電源電壓恒定保持不變， 電阻R的阻值為10歐，滑動變阻器R2上標(biāo)有“20Q2A”，選用的電壓表如圖（b） 所示，閉合電鍵S后電路中的電流為1安，電壓表V1和V2的指針指在同一位置. 求：電阻R兩端的電壓U1.此時滑動變阻器 於消耗的電功率R.

9、現(xiàn)有阻值為2Q、5Q、8Q的電阻三個，請從中選擇一個來替換電阻R.要求：在保持變阻器滑片 P位置、電表量程不變的情況下，使兩電壓表指針在原來 位置上偏轉(zhuǎn)相同的角度，然后移動滑片 P,電路中電流的變化量最大，且電路能正 常工作.第一,應(yīng)選擇的電阻阻值為 Q.第二，滿足上述要求時，電路中電流的變化范圍.（寫明必要理由）(a)(2【答案】分析：由電路圖知：電阻 R與電阻R串聯(lián)，電壓表Vi測Ri的電壓，V2測 R的電壓：(1)已知電阻Ri阻值和電路中電流，利用 U=IR計算電壓；(2)電壓表有兩個量程，015V和13V,已知Vi的示數(shù)和電路中電流，分兩種情況分析V2的示數(shù)，結(jié)合公式P=UI計算滑動變阻

10、器 R消耗的電功率；(3)兩電壓表指針在原來位置上偏轉(zhuǎn)相同的角度，因為 2Q、5Q、8Q的電阻都 比Ri=10歐姆的電阻小，則Vi應(yīng)左偏，*右偏，偏轉(zhuǎn)相同的角度，則意味著 Vi減小 的值和V2增加的值是一樣的，由此可得 V2應(yīng)該選擇015V量程，從而知道電源電 壓，因為總電壓不變，所以 Vi減小了多少，V2就增加了多少，偏轉(zhuǎn)角度始終是一樣 的；因為滑動變阻器允許通過的最大電流為2A,故只需根據(jù)歐姆定律解得最小電流即可.解答：解：(1) = U=IR,:電阻R兩端的電壓Ui=IiR=1AX 10Q=10V;(2) .兩電阻串聯(lián),: Ii=l2=1A,根據(jù)(1)知，Ui = 10V,故Vi選擇01

11、5V量程，即：當(dāng)Vi選擇015V量程，V2選擇015V量程時， U2=Ui=10V,(3)兩電壓表指針在原來位置上偏轉(zhuǎn)相同的角度，因為 2Q、5Q、8Q的電阻都比 Ri=10歐姆的電阻小，則意味著 Vi減小的值和V2增加的值是一樣的，由此可得 V2應(yīng) 該選擇015V量程，即U2=10V,故電源電壓 U=Ui+U2=10V+10V=20V若 R=2Q , R=10Q,則電路中電流I=Q+10G=,故V2的示數(shù)U2=X10Q=,超出15V量程，故2歐姆不 符合要求；若 R=5Q , R=10Q, 20-則電路中電流I=Q+10G=,故V2的示數(shù)U2=X10Q=,沒有超出15V量程，此時，Uf=ir=x 5Q =,減小了； UR2=U-Ur=,增加了，偏轉(zhuǎn)了相同的角度；因為當(dāng)Imin = = =時,Ui=IminRi=X5Q=4V,所以，此時 U2=16V> 15V,超過了電壓表 V 的量程，故5歐姆不符合要求；若 R=8Q , R=10Q,20廠則電路中電流I=Q+10G=,故V2的示數(shù)U2=X10Q=,沒有超出15V量程，此時，Ur=I