2015.4.2初三物理-替換電阻

1、中小學(xué)培優(yōu) 賽寧教育教學(xué)講義 賽寧教育 教師姓名虞老師年級(jí)九年級(jí)類型小班上課時(shí)間2015.4學(xué) 科物理課題名稱替換電阻【考點(diǎn)一】在串聯(lián)電路中替換定值電阻（一）電壓表接在定值電阻兩端此類題型利用動(dòng)態(tài)分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)定值電阻兩端的電壓表和電流表的示數(shù)同時(shí)變大或變小，所以，若希望兩表都達(dá)到滿偏，只能是在某一時(shí)刻兩表同時(shí)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）。在此約束下，定值電阻的阻值就被電表量程限定住了。牢牢把握住電壓表與電流表必須同時(shí)滿偏，問題立刻迎刃而解。1如圖所示電路中，電源電壓為10伏，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“100歐

2、2安”。閉合電鍵S時(shí)，電壓表的示數(shù)為1伏，電流表示數(shù)為0.1安。求：請(qǐng)用定值電阻R3替換電阻R1，并選擇合適的電表量程。要求在不更換電表量程的情況下，移動(dòng)變阻器的滑片P，使兩個(gè)電表的示數(shù)能同時(shí)達(dá)到各自的最大值，且電路能正常工作。求這時(shí)的R3的阻值和滑動(dòng)變阻器的阻值。第1題圖 2在如圖所示的電路中，電源電壓為24伏且不變，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50 1A”字樣。閉合電鍵S，滑片P從最右端逐漸向左移動(dòng)到某位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4安，電壓表的示數(shù)為10伏。求：若在滑片P繼續(xù)向左移動(dòng)的過程中，_（選填“只有電流表”、“只有電壓表”或“兩電表”）的指針能達(dá)到滿刻度（如圖所示），此時(shí)變阻器R2連入電路

3、的阻值。第2題圖3在如圖所示的電路中，電源電壓為20伏且不變，電阻R1的阻值為25歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20W 2A”字樣。閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.5安。求：現(xiàn)從阻值分別為10歐、20歐、30歐的電阻中選一個(gè)替換電阻R1，同時(shí)將一電壓表接入電路中，要求：在移動(dòng)變阻器滑片P的過程中，兩電表的指針均能達(dá)到某量程的滿刻度處（在這過程中電表位置及量程都不能改變），且電路能正常工作。滿足以上條件時(shí)：第一，替換電阻的阻值為_歐。第二，電流表選擇_量程、電壓表選擇_量程；電壓表接到_處（選填 “ab”、“bc”或“ac”）。第三，計(jì)算出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍（要有計(jì)算過程）。第3題圖 （二）

4、電壓表只接在滑動(dòng)變阻器兩端此類題型相對(duì)復(fù)雜，尤其是計(jì)算滿足題意的滑動(dòng)變阻器阻值范圍時(shí)，要抓住電表滿偏的限制條件，即：電流表滿偏與總電阻阻值大小直接相關(guān)；電壓表滿偏與串聯(lián)電阻值的比直接相關(guān)。同時(shí)，解題過程中要時(shí)刻注意電路安全。檢驗(yàn)時(shí)，可以利用其它用電器及電表達(dá)到最大值的臨界條件。例題：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(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50 2A”字樣。閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.4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(gè)定值電阻，分別為A（40歐）、B（20歐）、C（10歐），請(qǐng)從中選擇一個(gè)來替換電阻R1，

5、并選擇合適的電表量程。要求：在移動(dòng)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(qǐng)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.。滿足上述要求時(shí)，變阻器R2連入電路的阻值范圍。分析過程：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(gè)特殊情況，先算一個(gè)臨界電阻R0，使得用R0替換R1后，移動(dòng)滑片P的過程中兩表能同時(shí)滿偏，在這種情況下變阻器是左右都不能再滑動(dòng)的，所以是下限。然后考慮如果V：0-3V，A：0-0.6A，算出同時(shí)滿偏的情況，R0=(18V-3V)/0.6A=25

6、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(shí)，電流表至少要超過0.6A；變阻器R2=50歐時(shí)，電壓表至少要超過3V。所以R0的上限就是：當(dāng)R2=0時(shí)，R0=18V/0.6A=30歐；當(dāng)R2=50歐時(shí)，R0=(18V-3V)/(3V/50)=250；綜合起來R0不能超過30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R010歐（上限算出來一個(gè)是1

7、0歐，一個(gè)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(jiǎn)單了，只要將正確的替換電阻放進(jìn)去，分別計(jì)算兩電表達(dá)到滿偏時(shí)，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(dòng)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(shí)滿偏的臨界情況；算替換電阻上限Rmax，滑片P分別位于電阻零位置和最大電阻位置時(shí)，讓電流表和電壓表分別滿偏，分別算出兩個(gè)替換電阻上限值，取小的一個(gè)作為上限Rmax；得到替換電阻的選擇范圍RminR0Rmax，即可選擇出合適的替換電阻。 明確電表所測(cè)對(duì)象判斷電表所選量程明確所求物理量值具體情況具體討論回

8、到題目檢驗(yàn)取舍4在如圖所示的電路中，電源電壓為18伏且不變，電阻R1的阻值為30歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50 2A”字樣。閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.4安。求：現(xiàn)有三個(gè)定值電阻，分別為A（40歐）、B（20歐）、C（10歐），請(qǐng)從中選擇一個(gè)來替換電阻R1，并選擇合適的電表量程。要求：在移動(dòng)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(qǐng)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.。 滿足上述要求時(shí)，變阻器R2連入電路的阻值范圍。第4題圖 5在如圖所示的電路中，R1的阻值為20歐，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“

9、20歐 1安”的字樣，電壓表有“03伏、015伏”兩個(gè)量程，電流表有“00.6安、03安”兩個(gè)量程。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片p至最左端，閉合電鍵S，電流表示數(shù)為0.3安。求：現(xiàn)有三個(gè)定值電阻，分別為4歐、6歐和11歐，設(shè)想從中選擇一個(gè)電阻來替換R1，要求閉合電鍵S，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片p的過程中，兩電表指針分別能達(dá)到某量程的滿刻度，且電路能正常工作。 應(yīng)選用 歐的電阻代替電阻R1。 通過計(jì)算求出滿足題目要求滑動(dòng)變阻器R2的使用范圍。第5題圖 6在如圖所示的電路中，電源電壓為12伏且不變，電阻R1的阻值為22歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“10W 1A”字樣。閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.5安。求：現(xiàn)設(shè)想

10、用定值電阻R0來替換電阻R1，要求：在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過程中，兩電表的指針分別能達(dá)到滿刻度處，且電路能正常工作。 現(xiàn)有阻值為16歐的定值電阻，若用它替換電阻R1，請(qǐng)判斷：_滿足題目要求（選填“能”或“不能”）。若能滿足題目要求，通過計(jì)算求出替換后滑動(dòng)變阻器的使用范圍；若不能滿足題目要求，通過計(jì)算說明理由。 滿足題目要求的定值電阻R0的可能取值范圍為_。第6題圖 （三）只有兩個(gè)電壓表把握住串聯(lián)電路中影響電壓分配的僅僅是電阻比，此類題型的難度不會(huì)很大，但是要注意對(duì)電表量程的可能性充分討論，同時(shí)不忘對(duì)電路安全性進(jìn)行檢驗(yàn)（往往是電流滿偏或是變阻器有最大電流）。7在如圖所示的電路中，R1的阻值為1

11、0歐，兩電壓表的規(guī)格相同，電源電壓為15伏且保持不變，閉合電鍵S后，電壓表Vl的示數(shù)如圖所示。求：若用標(biāo)有“20 2A”字樣滑動(dòng)變阻器來替換電阻R2，通過移動(dòng)變阻器的滑片，使兩電表能分別達(dá)到某量程的滿刻度，且電路能正常工作。第一，要滿足上述要求，兩電壓表量程的選擇有 種組合。若有多種組合，請(qǐng)從中選擇一組；若只有一種組合，請(qǐng)判斷出：Vl表量程：0 V，V2表量程：0 V。第二，若再用電阻R0替換R1來滿足上述要求，通過計(jì)算說明R0的可能取值范圍為多少。 153 第7題圖（四）不要求電表“滿偏”，而是達(dá)到某一特定值在理解滿偏問題的基礎(chǔ)上，將滿偏條件換成題設(shè)條件中的非滿偏討論即可，但是要注意，在研究

12、電路安全時(shí)，依然要以某一電表達(dá)到題設(shè)要求，另一電表滿偏為準(zhǔn)。8在圖（a）所示的電路中，電源電壓為18伏且保持不變，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50 2A”字樣。閉合電鍵S后，電流表A與電壓表V的示數(shù)如圖（b）、（c）所示。求：現(xiàn)用定值電阻R0來替換電阻R1，電流表使用03A量程，在各電路元件均安全工作的條件下，要求每次改變變阻器滑片P的位置，都能使電流表A與電壓表V的指針改變的角度相同。（1）符合上述條件和要求時(shí)，電壓表所用量程為 V，定值電阻R0的阻值為 歐。（2）符合上述條件和要求時(shí)，變阻器R2連入電路電阻的最小值及電流表示數(shù)最小值。第8題圖9在如圖所示的電路中，電源電壓為22伏且保持不變，滑動(dòng)

13、變阻器R2上標(biāo)有“50 2A”字樣。閉合電鍵S后，電流表A的示數(shù)為0.4安，電壓表V的示數(shù)為6伏，求：請(qǐng)用定值電阻R0來替換R1。要求：選擇不同的電表量程，移動(dòng)變阻器的滑片P，都能使電壓表V的指針處于如圖（b）所示位置，且電路能正常工作。第一，符合上述條件的定值電阻R0最小阻值為_歐，最大阻值為_歐。第二，滿足上述要求時(shí)，若定值電阻R0分別取最小和最大阻值連入電路，在兩種情況下各自電流的最小值（寫必要理由）。 第9題圖10在圖所示的電路中，電源電壓為18伏且保持不變，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50W 1A”字樣，兩電壓表的規(guī)格相同。閉合電鍵S后，電流表示數(shù)為0.8安，電壓表V2的示數(shù)為14V。求：

14、請(qǐng)用定值電阻R0來代替電阻R1。要求：移動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表V1和V2的指針分別都能處于如圖所示的位置，且電路正常工作。求：第一，符合上述條件的定值電阻R0的范圍是_歐第二，滿足上述要求時(shí)，若定值電阻R0分別取最小和最大阻值連入電路，在兩種情況下各自電流表示數(shù)的最小值。（寫明必要理由） 153 第10題圖11如圖所示的電路中，電源電壓為18伏恒定不變，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50 1A”字樣，閉合電鍵S后，電流表A的示數(shù)為0.2安，電壓表V的示數(shù)6伏。求：現(xiàn)用定值電阻R0來替換電阻R1。第一，在選擇合適的電表量程后，使電壓表V和電流表A的指針同時(shí)能達(dá)到圖（a）、（b）所示位置，且電路能正常

15、工作，求替換電阻R0的阻值。第二，在選擇合適的電表量程后，移動(dòng)變阻器滑片P的過程中，使電壓表V和電流表A的指針分別能達(dá)到圖（a）、（b）所示位置，且電路能正常工作，替換電阻R0的最小阻值為_歐，最大阻值為_歐。 第11題圖（五）綜合運(yùn)用12在如圖所示電路中，電源電壓為18伏，R1的阻值為4歐，電流表和電壓表均為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室常用電表，閉合電鍵后，電流表示數(shù)為1.5安。求：（1）電壓表的示數(shù)U1；（2）電路的總功率P；（3）現(xiàn)從標(biāo)有“50 1.5A”和“20 2A”的滑動(dòng)變阻器中選擇一個(gè)來替換R1或R2，要求：選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，閉合電鍵后，移動(dòng)變阻器的滑片，使兩電表都能達(dá)到各自的最大值，且電路能正常工

16、作。第一，請(qǐng)通過計(jì)算說明被替換的定值電阻是_（選填“R1”或“R2”）。第二，替換后是否能滿足的要求，若不能，請(qǐng)說明理由；若能，請(qǐng)寫出選用的滑動(dòng)變阻器，并計(jì)算出滿足中要求的滑動(dòng)變阻器的使用范圍。第12題圖 13在如圖所示的電路中，電源電壓為9伏且不變，變阻器R2上標(biāo)有“10 2A”字樣。閉合電鍵S，當(dāng)滑片移動(dòng)到某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.4安，電壓表示數(shù)為1伏。求：現(xiàn)可用A：12歐、B：18歐的定值電阻來替換R1，或用標(biāo)有“20歐 2安”字樣的滑動(dòng)變阻器C替換R2，要求：在移動(dòng)變阻器滑片P的過程中，使電流表和電壓表的示數(shù)分別能達(dá)到某個(gè)量程的最大值，且電路能正常工作。第一，滿足上述要求時(shí)，電壓表

17、應(yīng)選用0_V量程。第二，滿足上述要求時(shí)，所選用替換R1或R2的元件：_（選填字母）。第三，滿足上述要求時(shí)，電壓表示數(shù)的最小值（寫明必要理由）。第13題圖 14在如圖（a）所示的電路中，電源電壓為18伏且不變。電阻R1的阻值30歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20 2A”字樣。閉合電鍵S，電壓表的示數(shù)為12伏。若移動(dòng)變阻器滑片P到某位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩電表中某一個(gè)表的指針達(dá)到滿刻度，如圖（b）或（c）所示。 求出此時(shí)兩電表的示數(shù)； 現(xiàn)要求在移動(dòng)變阻器滑片P時(shí)兩電表的指針均能達(dá)到滿刻度，如圖（b）、（c）所示，小華和小明擬采取如下辦法：小華：用5歐的定值電阻替換電阻R1。小明：用25歐的定值電阻替換電阻R1。

18、請(qǐng)判斷：_的方法能滿足要求（選填“小華”、“小明”或“小華和小明”）。滿足題目要求時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值R2的值為_歐。 繼續(xù)移動(dòng)變阻器的滑片P，直至電路中電流最小，則兩電表指針偏轉(zhuǎn)角度的變化量是_的（選填“相同”或“不相同”）。 第14題圖15在如圖所示的電路中，電源電壓為18伏且不變，電阻R1為50歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20 1A”的字樣。閉合電鍵S后，電流表A的示數(shù)為0.3安。下表中設(shè)想了甲、乙、丙三種方案來替換電阻R1或變阻器R2中的一個(gè)。要求：在移動(dòng)變阻器滑片P的過程中，需分別達(dá)到如圖所示電流表、電壓表的示數(shù)（可改變電表的量程），且此時(shí)電路能正常工作。（a）表中能滿足要求的

19、方案序號(hào)是_。（本空格不需要寫解答過程）（b）求：分別達(dá)到圖所示的電表示數(shù)時(shí)，變阻器R2所消耗的電功率P2¢。第15題圖序號(hào)替換的方案甲用5的定值電阻替換電阻R1乙用20的定值電阻替換電阻R1丙用“10 1A”的變阻器替換變阻器R2【考點(diǎn)二】并聯(lián)電路并聯(lián)電路中往往研究電流表指針的偏轉(zhuǎn)。一方面要注意區(qū)分干路電流和支路電流，并正確選取電表量程；另一方面，遇到電流表偏轉(zhuǎn)角度相同時(shí)，巧妙利用比例求解很關(guān)鍵。16在如圖所示電路中，電源電壓不變?；瑒?dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50歐 3安”字樣，當(dāng)S閉合、S1斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端位置時(shí)，電流表A的示數(shù)為0.2安；閉合電鍵S1后，電流表A的示數(shù)

20、變化了0.5安。求：在移動(dòng)滑片P的過程中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)兩電流表的指針偏轉(zhuǎn)快慢相同，在不超過電表量程的條件下，求R2消耗的最大功率？第16題圖 17如圖所示，R2為“50 2A”字樣的滑動(dòng)變阻器，閉合電鍵后，電壓表V的示數(shù)為6伏，電流表A1的示數(shù)為0.5安，電流表A2的示數(shù)為0.2安。求：（1）請(qǐng)判斷電表使用的量程：其中電流表A1的量程_安（選填“00.6安”或“03安”），電壓表V的量程_伏（選填“03伏”或“015伏”）；（2）在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過程中，使兩電流表的示數(shù)同時(shí)能達(dá)到各自的最大值，則應(yīng)選用電阻值為_歐代替電阻R1；（3）電阻R1替換后，在電路正常工作時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值范圍（寫

21、出計(jì)算過程）。第17題圖 18在圖（a）所示的電路中，電源電壓保持不變，電阻R1為10歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“100 3A”字樣。當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，電流表A1的示數(shù)為0.8安，電流表A2的示數(shù)為0.2安。求：現(xiàn)設(shè)想用定值電阻R0來替換電阻R1，要求：在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過程中，能使兩電表的指針偏離零刻度線的角度相同，且電路能正常工作。圖（b）是電流表表盤示意圖。 現(xiàn)有阻值為20歐的定值電阻，若用它替換電阻R1，請(qǐng)判斷：_滿足題目要求（選填“能”或“不能”）。若能滿足題目要求，通過計(jì)算求出替換后滑動(dòng)變阻器的阻值；若不能滿足題目要求，通過計(jì)算說明理由。 滿足題目要求的定值電阻R0的可能取值范圍為_。0123 A00.20.40.6（b）（a）PR2A1R1A2S第18題圖19在如圖（a）所示的電路中，電源電壓為12伏且不變。電阻R1的阻值為30歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50W 1A”字樣。閉合電鍵S，電路正常工作?，F(xiàn)用定值電阻來替換電阻R1。要求：選擇合適的電表量程，閉合電鍵，移動(dòng)變阻器滑片P，能使電流表A1與A2的指針偏離零刻度線的角度恰好相同，如圖（b）所示，且電路能正常工作。 選用阻值為10歐的定值電阻 滿足上述要求（選填“能”或“不能”）。 求出符合上述要求的定值電阻的阻值范圍。（寫出計(jì)算過程）第19題圖（二）綜合運(yùn)用20在如圖所示的