《电路变化最值问题》电路变化最值问题 - 人教版中考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《电路变化最值问题》电路变化最值问题

1单选题

如图所示的电路中,电源电压为6V不变,电阻R$_1$阻值为20Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,开关S闭合后,把滑动变阻器的滑片P由左端滑到右端,电压表、电流表示数的变化范围是(  )

A
0~2.4 V 0~0.12 A
B
6~3.6 V 0.2~0.12 A
C
6~3.6 V 0.12~0.3 A
D
6~2.4 V 0.3~0.12 A

题目答案

D

答案解析

分析:

由电路图可知R$_1$和滑动变阻器R$_2$串联,电压表并联在R$_1$两端;当滑片滑到左端时滑动变阻器短路,则此时电路中电流最大,电压表示数最大;当滑片滑到右端时,滑动变阻器全部接入,此时电路中电流最小,电压最小,则可求得电流和电压的范围.

解答:

解:当滑片滑到左端时,滑动变阻器短路,此时电压表测量电源电压,示数为6V;

因电路中电阻最小,则由欧姆定律可得:

I_最大=$\frac {U}{R$_1$}$=$\frac {6V}{20Ω}$=0.3A;

当滑片滑到右端时,滑动变阻器全部接入,此时电路中电流最小,

最小电流为:I_最小=$\frac {U}{R$_1$+R$_2$}$=$\frac {6V}{20Ω+30Ω}$=0.12A;

此时电压表示数最小,U_最小=I_最小R$_1$=0.12A×20Ω=2.4V;

因此电压表示数范围为6V~2.4V;电流表示数的范围为:0.3A~0.12A.

故选D.

点评:

本题考查学生对电路图的认识及欧姆定律的使用,在解答时应注意串联电路中电阻的分压与电阻是成正比的.

2单选题

如图所示,电阻R$_1$标着“10Ω 1A”,R$_2$标着“5Ω 1.2A”,电流表A_l、A$_2$量程均为0~3A,电压表量程0~15V,在a、b之间接入电压可调的电源.闭合开关s后,为保证R$_1$、R$_2$均不损坏,则允许加的电源电压和通过电流表A$_1$的电流不得超过(  )

A
16V 1A
B
10V 2.2A
C
6V 2.2A
D
6V 1.8A

题目答案

D

答案解析

分析:

开关闭合后,电压表测量电阻R$_2$两端的电压,两电阻并联,电流表A$_1$测量干路电流,电流表A$_2$测量通过电阻R$_2$的电流,电流表A$_2$的示数不能超过电阻R$_2$的最大电流,根据公式U=IR求出电阻R$_2$两端的最大电压,也就是电源电压,通过电阻R$_1$的电根据公式I=$\frac {U}{R}$可求,总电流等于两个电流之和.

解答:

解:∵R$_2$标着“5Ω 1.2A”,

∴电流表A$_2$的最大示数为I$_2$=1.2A,

∴电压表最大示数为U=I$_2$R$_2$=1.2A×5Ω=6V,

∴通过电阻R$_1$的电流I$_1$=$\frac {U}{R$_1$}$=$\frac {6V}{10Ω}$=0.6A,

∴干路电流为I=I$_1$+I$_2$=1.2A+0.6A=1.8A.

故选D.

点评:

本题考查电流、电压的计算,关键是欧姆定律及其变形的灵活运用,难点是判断电路的最大电压和最大电流,还要记住并联电路电压和电流的规律.

3填空题

在如图所示的电路中,电源电压18V保持不变,电阻R$_1$的阻值为25Ω,滑动变阻器标有“200Ω 2A”字样,电流表接0-0.6A量程,电压表接0-15V量程,闭合开关S后,电压表读数为6V.

(1)R$_1$两端的电压为V,电流表的读数为A(此空保留两位小数);

(2)不超过电流表电压表量程的前提下,滑动变阻器能够接入电路的有效电阻的变化范围是Ω~Ω.

填空题答案仅供参考

题目答案

120.485125

答案解析

分析:

(1)根据串联电路的电压特点可求R$_1$的两端的电压,然后利用欧姆定律求I$_1$,即为电流表的示数;

(2)根据电流表量程可知电路中的最大电流,由R=$\frac {U}{I}$可知,此时电路中电阻最小,可求出滑动变阻器的最小阻值;

根据电压表量程可知道滑动变阻器两端的最大电压,由串联分压原理可知,滑动变阻器阻值越大,其两端的电压越高,所以可求出滑动变阻器的最大阻值.

解答:

解:(1)由图可知:电路中电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量串联电路的电流;

则:U$_2$=6V,所以R$_1$两端的电压U$_1$=U-U$_2$=18V-6V=12V,

∴I=$\frac {U$_1$}{R$_1$}$=$\frac {12V}{25Ω}$=0.48A;

(2)因为当滑动变阻器能够接入电路的有效电阻减小时,电流表示数在增大,电压表示数减小;所以这时由电流表量程为0~0.6A可知,电路中的最大电流为0.6A,

此时,电路中的总电阻为:R_总=$\frac {U}{I}$=$\frac {18V}{0.6A}$=30Ω,

所以滑动变阻器的最小阻值为:R_小=R_总-R$_1$=30Ω-25Ω=5Ω.

当滑动变阻器能够接入电路的有效电阻增大时,电流表示数在减小,电压表示数增大.

由电压表量程为0~15V可知,当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最大,

因为R$_1$与R串联,则有:$\frac {15V}{R_大}$=$\frac {18V-15V}{25Ω}$,解得:R_大=125Ω.

所以R$_1$的阻值变化范围是5Ω~125Ω.

答:(1)R$_1$两端的电压为12V,电流表的读数为0.48A;

(2)不超过电流表电压表量程的前提下,滑动变阻器能够接入电路的有效电阻的变化范围是5Ω~125Ω.

点评:

本题考查了利用串联电路特点和欧姆定律确定滑动变阻器阻值变化范围.解题的关键是从电流表、电压表的量程入手,找出对应的电阻值.

4填空题

在如图所示的电路中,电源电压保持不变.开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R$_2$的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是1A-2A,电压表的示数变化范围是4V-8V.则定值电阻R$_1$=Ω,电源电压U=V.

填空题答案仅供参考

题目答案

412

答案解析

分析:

由电路图可知,电阻R$_1$与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;

当滑片向左移动时接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,滑动变阻器两端的电压变小,据此得出两电表对应的示数关系;根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变建立等式即可求出R$_1$的阻值和电源的电压.

解答:

解:当电路中的电流为1A时,电压表的示数为8V,

串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,

电源的电压:U=I$_1$R$_1$+U_滑=1A×R$_1$+8V--①

当电路中的电流为2A时,电压表的示数为4V,

电源的电压:

U=I$_2$R$_1$+U_滑′=2A×R$_1$+4V--②

又因为电源的电压不变,

所以:1A×R$_1$+8V=2A×R$_1$+4V,

解得:R$_1$=4Ω,

电源的电压U=2A×R_0+4V=2A×4Ω+4V=12V.

故答案为:4;12.

点评:

本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是滑片移动时电压表和电流表示数对应关系的判断.

5多选题

如图所示.电源电压为4.5V,电流表量程为"0~0.6A",滑动变阻器规格为"10Ω,1A",小灯泡L标有"2.5V,1.25W"(不考虑温度对灯丝电阻的影响).在保证通过小灯泡L的电流不超过恒定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是(  )

A
小灯泡的额定电流是0.6A
B
电流表的示数变化范围是0.3~0.5A
C
电压表的示数变化范围是0~3V
D
滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω

题目答案

BD

答案解析

分析:

知道灯泡的额定功率和额定电压,根据P=UI求出灯泡的额定电流;

灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的最小电压,即电压表的最小示数;

根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡额的电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个,根据欧姆定律求出电压表的最大示数,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值.

解答:

解:小灯泡的额定电流I=$\frac {P_额}{U_额}$=$\frac {1.25W}{2.5V}$=0.5A,故A错误;

由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压.

灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,当灯泡正常发光时,串联电路总电压等于各分电压之和,此时电压表的最小示数U_滑=U﹣U_L=4.5V﹣2.5V=2V,

此时电路中的最大电流I_max=0.5A,

此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:R_滑min=$\frac {U_滑}{I_max}$=$\frac {2V}{0.5A}$=4Ω;

滑动变阻器接入电路中的电阻最大,

灯泡的电阻:R_L=$\frac {U_L}{I_L}$=$\frac {2.5V}{0.5A}$=5Ω,电路中的最小电流:I_min=$\frac {U}{R_L+R_滑max}$=$\frac {4.5V}{5Ω+10Ω}$=0.3A,

电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A,故B正确;

此时灯泡分担的电压最小U _L小=I_minR_L=0.3A×5Ω=1.5V,

滑动变阻器两端的最大电压:U_滑max=U﹣U _L小=4.5V﹣1.5V=3V,即电压表最大示数,

电压表的示数范围为2V~3V,故C错误;

此时滑动变阻器的最大阻值R_max=$\frac {U_max}{I_min}$=$\frac {3V}{0.3A}$=10Ω,

所以滑动变阻器的范围是4Ω~10Ω,故D正确.

故选BD.