42初三物理替换电阻资料.docx

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42初三物理替换电阻资料

教师姓名

虞老师

年级

九年级

类型

小班

上课时间

2015.4

学科

物理

课题名称

替换电阻

【考点一】在串联电路中替换定值电阻

（一）电压表接在定值电阻两端

此类题型利用动态分析，会发现定值电阻两端的电压表和电流表的示数同时变大或变小，所以，若希望两表都达到满偏，只能是在某一时刻两表同时满偏。

且定值电阻阻止只能为5欧（3V、0.6A）、25欧（15V、0.6A）、1欧（3V、3A）、5欧（15V、3A）。

在此约束下，定值电阻的阻值就被电表量程限定住了。

牢牢把握住电压表与电流表必须同时满偏，问题立刻迎刃而解。

1．如图所示电路中，电源电压为10伏，滑动变阻器R2上标有“100欧　2安”。

闭合电键S时，电压表的示数为1伏，电流表示数为0.1安。

求：

请用定值电阻R3替换电阻R1，并选择合适的电表量程。

要求在不更换电表量程的情况下，移动变阻器的滑片P，使两个电表的示数能同时达到各自的最大值，且电路能正常工作。

求这时的R3的阻值和滑动变阻器的阻值。

第1题图

2．在如图所示的电路中，电源电压为24伏且不变，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”字样。

闭合电键S，滑片P从最右端逐渐向左移动到某位置时，电流表的示数为0.4安，电压表的示数为10伏。

求：

若在滑片P继续向左移动的过程中，____________（选填“只有电流表”、“只有电压表”或“两电表”）的指针能达到满刻度（如图所示），此时变阻器R2连入电路的阻值。

第2题图

3．在如图所示的电路中，电源电压为20伏且不变，电阻R1的阻值为25欧，滑动变阻器R2上标有“20W2A”字样。

闭合电键S，电流表的示数为0.5安。

求：

现从阻值分别为10欧、20欧、30欧的电阻中选一个替换电阻R1，同时将一电压表接入电路中，要求：

在移动变阻器滑片P的过程中，两电表的指针均能达到某量程的满刻度处（在这过程中电表位置及量程都不能改变），且电路能正常工作。

满足以上条件时：

第一，替换电阻的阻值为_________欧。

第二，电流表选择__________量程、电压表选择_________量程；电压表接到__________处（选填“ab”、“bc”或“ac”）。

第三，计算出滑动变阻器接入电路的阻值范围（要有计算过程）。

第3题图

（二）电压表只接在滑动变阻器两端

此类题型相对复杂，尤其是计算满足题意的滑动变阻器阻值范围时，要抓住电表满偏的限制条件，即：

电流表满偏与总电阻阻值大小直接相关；电压表满偏与串联电阻值的比直接相关。

同时，解题过程中要时刻注意电路安全。

检验时，可以利用其它用电器及电表达到最大值的临界条件。

例题：

在图8所示的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R1的阻值为30欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样。

闭合电键S，电流表的示数为0.4安。

求：

（1）电阻R1两端的电压。

（2）电阻R1消耗的电功率P1。

（3）有三个定值电阻，分别为A（40欧）、B（20欧）、C（10欧），请从中选择一个来替换电阻R1，并选择合适的电表量程。

要求：

在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。

①请选择电表使用的量程：

电流表量程____安，电压表量程____伏。

②应选用电阻_________（选填字母）代替电阻R1.。

③满足上述要求时，变阻器R2连入电路的阻值范围。

分析过程：

这类题目（电压表接在变阻器两端的串联电路）有通用技巧，要分别达到满刻度，我们就考虑一个特殊情况，①先算一个临界电阻R0，使得用R0替换R1后，移动滑片P的过程中两表能同时满偏，在这种情况下变阻器是左右都不能再滑动的，所以是下限。

然后考虑如果V：

0-3V，A：

0-0.6A，算出同时满偏的情况，R0=（18V-3V）/0.6A=25欧，所以替换电阻值必须要大于25欧姆，这是下限。

②还要保证电路中最大电流能达到0.6A，最大电压能达到3V，

也就是变阻器R2=0欧时，电流表至少要超过0.6A；

变阻器R2=50欧时，电压表至少要超过3V。

所以R0的上限就是：

当R2=0时，R0=18V/0.6A=30欧；当R2=50欧时，R0=（18V-3V）/（3V/50Ω）=250Ω；综合起来R0不能超过30欧。

③如果电压表用0-3V量程，电流表用0-0.6A量程，电阻R0只能在25欧~30欧里选，题目给出的中没有合适的可选电阻，所以不能取小量程0-3V。

相反如果是大量程V：

0-15V，电流表0-0.6A，同理可算得5欧≤R0≤10欧（上限算出来一个是10欧，一个是30欧，取10欧）。

选C电阻。

变阻器R2连入电路的阻值范围就显得比较简单了，只要将正确的替换电阻放进去，分别计算两电表达到满偏时，变阻器的电阻值，最后得到结论。

归纳下选替换电阻的通用原则：

①选量程【滑动变阻器允许通过的最大电流---------电流表量程】；②算替换电阻下限Rmin，即当电压表和电流表同时满偏的临界情况；③算替换电阻上限Rmax，滑片P分别位于电阻零位置和最大电阻位置时，让电流表和电压表分别满偏，分别算出两个替换电阻上限值，取小的一个作为上限Rmax；

④得到替换电阻的选择范围Rmin≤R0≤Rmax，即可选择出合适的替换电阻。

明确电表所测对象→判断电表所选量程→明确所求物理量值→具体情况具体讨论→回到题目检验取舍

4．在如图所示的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R1的阻值为30欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”字样。

闭合电键S，电流表的示数为0.4安。

求：

现有三个定值电阻，分别为A（40欧）、B（20欧）、C（10欧），请从中选择一个来替换电阻R1，并选择合适的电表量程。

要求：

在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。

①请选择电表使用的量程：

电流表量程___________安，电压表量程_________伏。

②应选用电阻_________（选填字母）代替电阻R1.。

③满足上述要求时，变阻器R2连入电路的阻值范围。

第4题图

5．在如图所示的电路中，R1的阻值为20欧，滑动变阻器R2标有“20欧1安”的字样，电压表有“0～3伏、0～15伏”两个量程，电流表有“0～0.6安、0～3安”两个量程。

移动滑动变阻器的滑片p至最左端，闭合电键S，电流表示数为0.3安。

求：

现有三个定值电阻，分别为4欧、6欧和11欧，设想从中选择一个电阻来替换R1，要求闭合电键S，在移动滑动变阻器滑片p的过程中，两电表指针分别能达到某量程的满刻度，且电路能正常工作。

①应选用欧的电阻代替电阻R1。

②通过计算求出满足题目要求滑动变阻器R2的使用范围。

第5题图

6．在如图所示的电路中，电源电压为12伏且不变，电阻R1的阻值为22欧，滑动变阻器R2上标有“10W1A”字样。

闭合电键S，电流表的示数为0.5安。

求：

现设想用定值电阻R0来替换电阻R1，要求：

在移动滑动变阻器滑片P的过程中，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。

①现有阻值为16欧的定值电阻，若用它替换电阻R1，请判断：

________满足题目要求（选填“能”或“不能”）。

若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围；若不能满足题目要求，通过计算说明理由。

②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为______________________。

第6题图

（三）只有两个电压表

把握住串联电路中影响电压分配的仅仅是电阻比，此类题型的难度不会很大，但是要注意对电表量程的可能性充分讨论，同时不忘对电路安全性进行检验（往往是电流满偏或是变阻器有最大电流）。

7．在如图所示的电路中，R1的阻值为10欧，两电压表的规格相同，电源电压为15伏且保持不变，闭合电键S后，电压表Vl的示数如图所示。

求：

若用标有“20Ω2A”字样滑动变阻器来替换电阻R2，通过移动变阻器的滑片，使两电表能分别达到某量程的满刻度，且电路能正常工作。

第一，要满足上述要求，两电压表量程的选择有种组合。

若有多种组合，请从中选择一组；若只有一种组合，请判断出：

Vl表量程：

0~V，V2表量程：

0~V。

第二，若再用电阻R0替换R1来满足上述要求，通过计算说明R0的可能取值范围为多少。

第7题图

（四）不要求电表“满偏”，而是达到某一特定值

在理解满偏问题的基础上，将满偏条件换成题设条件中的非满偏讨论即可，但是要注意，在研究电路安全时，依然要以某一电表达到题设要求，另一电表满偏为准。

8．在图（a）所示的电路中，电源电压为18伏且保持不变，滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”字样。

闭合电键S后，电流表A与电压表V的示数如图（b）、（c）所示。

求：

现用定值电阻R0来替换电阻R1，电流表使用0~3A量程，在各电路元件均安全工作的条件下，要求每次改变变阻器滑片P的位置，都能使电流表A与电压表V的指针改变的角度相同。

（1）符合上述条件和要求时，电压表所用量程为V，定值电阻R0的阻值为欧。

（2）符合上述条件和要求时，变阻器R2连入电路电阻的最小值及电流表示数最小值。

第8题图

9．在如图所示的电路中，电源电压为22伏且保持不变，滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”字样。

闭合电键S后，电流表A的示数为0.4安，电压表V的示数为6伏，求：

请用定值电阻R0来替换R1。

要求：

选择不同的电表量程，移动变阻器的滑片P，都能使电压表V的指针处于如图（b）所示位置，且电路能正常工作。

第一，符合上述条件的定值电阻R0最小阻值为______欧，最大阻值为______欧。

第二，满足上述要求时，若定值电阻R0分别取最小和最大阻值连入电路，在两种情况下各自电流的最小值（写必要理由）。

第9题图

10．在图所示的电路中，电源电压为18伏且保持不变，滑动变阻器R2上标有“50W1A”字样，两电压表的规格相同。

闭合电键S后，电流表示数为0.8安，电压表V2的示数为14V。

求：

请用定值电阻R0来代替电阻R1。

要求：

移动变阻器的滑片P，使电压表V1和V2的指针分别都能处于如图所示的位置，且电路正常工作。

求：

第一，符合上述条件的定值电阻R0的范围是_________欧

第二，满足上述要求时，若定值电阻R0分别取最小和最大阻值连入电路，在两种情况下各自电流表示数的最小值。

（写明必要理由）

第10题图

11．如图所示的电路中，电源电压为18伏恒定不变，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”字样，闭合电键S后，电流表A的示数为0.2安，电压表V的示数6伏。

求：

现用定值电阻R0来替换电阻R1。

第一，在选择合适的电表量程后，使电压表V和电流表A的指针同时能达到图（a）、（b）所示位置，且电路能正常工作，求替换电阻R0的阻值。

第二，在选择合适的电表量程后，移动变阻器滑片P的过程中，使电压表V和电流表A的指针分别能达到图（a）、（b）所示位置，且电路能正常工作，替换电阻R0的最小阻值为________欧，最大阻值为_________欧。

第11题图

（五）综合运用

12．在如图所示电路中，电源电压为18伏，R1的阻值为4欧，电流表和电压表均为学校实验室常用电表，闭合电键后，电流表示数为1.5安。

求：

（1）电压表的示数U1；

（2）电路的总功率P；

（3）现从标有“50Ω1.5A”和“20Ω2A”的滑动变阻器中选择一个来替换R1或R2，要求：

选择适当的量程，闭合电键后，移动变阻器的滑片，使两电表都能达到各自的最大值，且电路能正常工作。

第一，请通过计算说明被替换的定值电阻是_____（选填“R1”或“R2”）。

第二，替换后是否能满足③的要求，若不能，请说明理由；若能，请写出选用的滑动变阻器，并计算出满足③中要求的滑动变阻器的使用范围。

第12题图

13．在如图所示的电路中，电源电压为9伏且不变，变阻器R2上标有“10Ω2A”字样。

闭合电键S，当滑片移动到某一位置时，电流表示数为0.4安，电压表示数为1伏。

求：

现可用A：

12欧、B：

18欧的定值电阻来替换R1，或用标有“20欧2安”字样的滑动变阻器C替换R2，，要求：

在移动变阻器滑片P的过程中，使电流表和电压表的示数分别能达到某个量程的最大值，且电路能正常工作。

第一，满足上述要求时，电压表应选用0~_______V量程。

第二，满足上述要求时，所选用替换R1或R2的元件：

_________（选填字母）。

第三，满足上述要求时，电压表示数的最小值（写明必要理由）。

第13题图

14．在如图（a）所示的电路中，电源电压为18伏且不变。

电阻R1的阻值30欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”字样。

闭合电键S，电压表的示数为12伏。

若移动变阻器滑片P到某位置时，发现两电表中某一个表的指针达到满刻度，如图（b）或（c）所示。

①求出此时两电表的示数；

②现要求在移动变阻器滑片P时两电表的指针均能达到满刻度，如图（b）、（c）所示，小华和小明拟采取如下办法：

小华：

用5欧的定值电阻替换电阻R1。

小明：

用25欧的定值电阻替换电阻R1。

请判断：

_______的方法能满足要求（选填“小华”、“小明”或“小华和小明”）。

满足题目要求时，滑动变阻器连入电路的阻值R2的值为_______欧。

③继续移动变阻器的滑片P，直至电路中电流最小，则两电表指针偏转角度的变化量是_________的（选填“相同”或“不相同”）。

第14题图

15．在如图所示的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R1为50欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω1A”的字样。

闭合电键S后，电流表A的示数为0.3安。

下表中设想了甲、乙、丙三种方案来替换电阻R1或变阻器R2中的一个。

要求：

在移动变阻器滑片P的过程中，需分别达到如图所示电流表、电压表的示数（可改变电表的量程），且此时电路能正常工作。

（a）表中能满足要求的方案序号是____________。

（本空格不需要写解答过程）

（b）求：

分别达到图所示的电表示数时，变阻器R2所消耗的电功率P2¢。

第15题图

序号

替换的方案

甲

用5Ω的定值电阻替换电阻R1

乙

用20Ω的定值电阻替换电阻R1

丙

用“10Ω1A”的变阻器替换变阻器R2

【考点二】并联电路

并联电路中往往研究电流表指针的偏转。

一方面要注意区分干路电流和支路电流，并正确选取电表量程；另一方面，遇到电流表偏转角度相同时，巧妙利用比例求解很关键。

16．在如图所示电路中，电源电压不变。

滑动变阻器R2上标有“50欧3安”字样，当S闭合、S1断开，滑动变阻器的滑片P在最右端位置时，电流表A的示数为0.2安；闭合电键S1后，电流表A的示数变化了0.5安。

求：

在移动滑片P的过程中，某同学发现两电流表的指针偏转快慢相同，在不超过电表量程的条件下，求R2消耗的最大功率？

第16题图

17．如图所示，R2为“50Ω2A”字样的滑动变阻器，闭合电键后，电压表V的示数为6伏，电流表A1的示数为0.5安，电流表A2的示数为0.2安。

求：

（1）请判断电表使用的量程：

其中电流表A1的量程_________安（选填“0~0.6安”或“0~3安”），电压表V的量程________伏（选填“0~3伏”或“0~15伏”）；

（2）在移动滑动变阻器滑片P的过程中，使两电流表的示数同时能达到各自的最大值，则应选用电阻值为_________欧代替电阻R1；

（3）电阻R1替换后，在电路正常工作时滑动变阻器的阻值范围（写出计算过程）。

第17题图

18．在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1为10欧，滑动变阻器R2上标有“100Ω3A”字样。

当电键S闭合时，电流表A1的示数为0.8安，电流表A2的示数为0.2安。

求：

现设想用定值电阻R0来替换电阻R1，要求：

在移动滑动变阻器滑片P的过程中，能使两电表的指针偏离零刻度线的角度相同，且电路能正常工作。

图（b）是电流表表盘示意图。

①现有阻值为20欧的定值电阻，若用它替换电阻R1，请判断：

________满足题目要求（选填“能”或“不能”）。

若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的阻值；若不能满足题目要求，通过计算说明理由。

②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为_______________________。

第18题图

19．在如图（a）所示的电路中，电源电压为12伏且不变。

电阻R1的阻值为30欧，滑动变阻器R2上标有“501A”字样。

闭合电键S，电路正常工作。

现用定值电阻来替换电阻R1。

要求：

选择合适的电表量程，闭合电键，移动变阻器滑片P，能使电流表A1与A2的指针偏离零刻度线的角度恰好相同，如图（b）所示，且电路能正常工作。

Ⅰ选用阻值为10欧的定值电阻满足上述要求（选填“能”或“不能”）。

Ⅱ求出符合上述要求的定值电阻的阻值范围。

（写出计算过程）

第19题图

（二）综合运用

20．在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20欧，滑动变阻器R2上标有“10W2A”字样。

闭合电键S，电流表A的示数为0.9安。

若电源电压可变，电流表A选接“0~3A”量程。

现用定值电阻R0替换R1，要求：

电源电压取6~12伏之间某一值，在移动变阻器滑片P的过程中，电流表A的指针能达到满刻度处。

第一，现有阻值为10欧和15欧的两个电阻，满足上述要求时应选择的电阻阻值为_______欧。

第二，满足上述要求时替换的定值电阻R0的取值范围为_______欧至_______欧。

第20题图

21．在如图所示电路中，电源电压保持不变，电流表的量程分别为0~0.6安和0~3安，电压表的量程分别为0~3伏和0~15伏，电阻R1和R2的阻值分别为24欧和120欧。

求：

现用阻值不同的电阻R3替换R2，替换后要求：

通过控制电键的断开或闭合，使电流表或电压表的示数分别达到某个量程的最大值，且两个电阻都有电流通过，请通过计算求出符合上述要求的所有可能的定值电阻R3的阻值。

第21题图

【考点三】替换电源

[2013杨浦、崇明]22.在图17所示电路中，R1=20欧，滑动变阻器R2标有“50欧，2安”字样，闭合电键S，在电压表、电流表的量程均不改变的情况下，移动变阻器滑片P至中点，电流表示数如图18所示，

（1）求此时电压表示数，请在电压表中标出量程及大小。

（2）求移动滑动变阻器滑片的过程中，电路的最大总功率。

（3）用新的电源去替换原来的电源，要求，在移动滑动变阻器滑片的过程中，两电表分别能达到原量程的满刻度，且电路正常工作。

求：

满足上述要求替换电源的电压（求电源电压范围）。

图18

图17