專題訓練(替換類)

專題訓練替換類專題

例1、在圖1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，滑動變阻器R2上標有“101A”字樣。閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.5安。求：（1）電阻R1兩端的電壓。

（2）滑動變阻器R2接入電路的阻值。（3）現(xiàn)設(shè)想用定值電阻R0來替換電阻R1，要求：在移動滑動變阻器滑片P的過程中，兩電表的指針分別能達到滿刻度處，且電路能正常工作。①現(xiàn)有阻值為16歐的定值電阻，若用它替換電阻R1，請判斷：________滿足題目要求（選填“能”或“不能”）。若能滿足題目要求，通過計算求替換后滑動變阻器的使用范圍；若不能滿足題目要求，通過計算說明理由。②滿足題目要求的定值電阻R0的可能取值范圍為_

_（3）①能；

電流表量程為0～0.6A，即I最大=0.6A，

此時電路中的總電阻R最小=20Ω，

滑動變阻器接入電路的最小值R滑小=20Ω-16Ω=4Ω；

電壓表的量程為0～3V，即U滑大=3V，

定值電阻兩端的電壓U1′=U-U滑大=12V-3V=9V，

電路中的電流I′=0.5625A，

滑動變阻器接入電路的最大值R滑大=≈5.33Ω，

所以，滑動變阻器使用范圍：4Ω～5.33Ω．

②當滑動變阻器接入電路的電阻最小為0，電路中的電流最大Imax=0.6A時，R0的阻值最大；R0max=20Ω，

當滑動變阻器接入電路的電阻最大時，電流表的示數(shù)也最大時，R0的阻值最??；R0min=15Ω，所以R0的取值范圍為15Ω～20Ω．

例2、在圖2所示的電路中，電源電壓為9伏且不變，變阻器R2標有“10Ω2A”字樣。閉合電鍵S，當滑片移到某一位置時，電流表示數(shù)為0.4安，電壓表示數(shù)為1伏。求：①此時滑動變阻器消耗的電功率P2。②定值電阻R1的電阻值。③現(xiàn)可用A：12歐、B：18歐的定值電阻來替換R1，或用標有“20Ω2A”字樣的滑動變阻器C替換R2，要求：在移動變阻器滑片P的過程中，使電流表和電壓表的示數(shù)分別能達到某個量程的最大值，且電路能正常工作。第一，滿足上述要求時，電壓表應選用0~______V量程。第二，滿足上述要求時，所選用替換R1或R2的元件：___。第三，滿足上述要求時，電壓表示數(shù)的最小值。(寫明必要理由)解析：（3）題中要求電壓表能達的最大值，若選0～15V量程，因總電壓為9V，所以無論選擇哪一電阻都不能使電壓值達到15V，故電壓表量程只能為0～3V；電流表也要能達到最大電流，若接12Ω電阻時，電路中的最大電流Im1===0.75A；若接18Ω，電路中的電流Im2===0.5A；即電路中能達到的最大值只能為0.6A，故電流表量程只能選0～0.6A；若20Ω??2A”字樣的滑動變阻器C替換R2，則達到最大電流時，電路中的總電阻為R總===15Ω＜R1；故只能選12Ω的電阻A來代替R1．由串聯(lián)電路電壓特點和歐姆定律可知，當電路中電流最大時，電壓表示數(shù)的最小值，則U1大=I大R1=0.6A×12Ω=7.2V，U2小=U-U1大=9V-7.2V=1.8V．答：①此時滑動變阻器消耗的電功率為0.4W；②定值電阻R1的電阻值為20Ω；③第一、3；第二、A；第三、U1大=I大R1=0.6A×12Ω=7.2V，U2小=U-U1大=9V-7.2V=1.8V．

點評：本題綜合了歐姆定律、功率的計算及電壓表電流表的使用等，單純的知識點的應用上難度不大，但對學生分析能力及審題能力有較高要求，在平常學習中要注意培養(yǎng)認真審題的能力．例3.在如圖3所示的電路中，電源電壓為19伏保持不變，滑動變阻器R2上標有“1001A”字樣，閉合電鍵后，電流表示數(shù)為0.4安，電壓表V2示數(shù)為7伏，求：

(1)電阻R1的阻值。

(2)將滑動變阻器的滑片向左移動，發(fā)現(xiàn)三個電表中某一個表的指針達到了滿刻度。電路能正常工作，求出此時三個電表的示數(shù)及滑動變阻器連入電路的阻值R2的值。

(3)現(xiàn)要求在移動變阻器滑片P時使三個電表的示數(shù)分別能達到某個量程的最大值，且電路能正常工作。①應選擇阻值為__________歐的電阻來替換電阻R1。

②滿足上述條件的情況下，求電路中的最小功率。答案（1）30Ω；

（2）電流表的示數(shù)為0.5A