第十一讲 电学综合题(2012-04-29)

第十一讲 电学综合题

[例题] 如图1所示电路中，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片置于变阻器的c处时，ac部分电阻是变阻器总电阻的13，此时电压表的示数为6V，电阻R1消耗的功率为12W；当滑片P滑到变阻器最大阻值b端时，电压表的示数为9V，问电阻R1的阻值是多少？

方法一： 利用电源电压不变作为等量关系 方法二： 利用串联电路电流相等作为等量关系 方法三： 利用两图中电压表读数比值作为等量关系 方法四： 利用串联电路的电压分配关系作为等量关系 方法五：利用两图中已知的电压表读数作为等量关系

1、在图11（a）所示的电路中，电源电压不变，电阻R1的阻值为20欧。闭合电键S，电流表A1和A2的示数分别为0.3安和0.9安。求：

（1）电源电压U。

（2）此时电阻R1消耗的电功率P1。 （3）现用R3去替换R1 ，闭合电键S，

（a）

A1 P R2 R1 0 0

S 图11

1 0.2 2 0.4

3 0.6

A2 A （b）

当滑动变阻器的滑片移到某个位置时，电流 表A1和A2的指针都指在如图11（b）所在 的位置，求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。

2、在图11（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“50? 1A”字样。闭合电键S，电路正常工作。

①求通过电阻R1的电流。 ②求变阻器R2消耗的最大功率。

③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11（b）所示，且电路能正常工作。

Ⅰ 选用阻值为10欧的定值电阻 （2） 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） 3、在图12（a）所示的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R1为15欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”

A S R1 R2 P R1 P A2 A1 R2 S （a） （b） 图11 V （a） （b） 图12 的字样。闭合电键S后，移动变阻器的滑片P，

① 求：电流表A最大的示数I。 ② 求：电阻R1消耗的最大功率P1。 ③ 当电压表V的示数如图12（b）所示时， 求：此时变阻器连入电路中的电阻R2。

4、如图12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“50Ω 1A”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：

（1）定值电阻R1两端的电压U1。 （2）通电10秒钟，电流通过电路所做的功W。 （3）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13（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13（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。

（a） （b）

图12 图13

5、在图11所示的电路中，电阻R1的阻值为20欧，滑动变阻器R2上标有“10? 2A”字样。闭合电键S，电流表A的示数为0.9安。

① 若电源电压为6伏，求通过电阻R1的电流I1和变阻器R2消耗的电功率P2。 ② 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 6、在图11（a）所示的电路中，电阻R1的阻值为20欧，变阻器R2标有“20Ω 2A”字样，闭合电键S后，R1 A1 电流表A1的示数为0.3安。

①求电源电压值。

②将变阻器R2的滑片P移至某点时， 该电路中某电流表的示数如图11（b）所示， 求变阻器R2连入电路的阻值。

P R2 （（b）

S a 图11

） R2 P S 图11 R1 A A2 ③求变阻器R2所消耗的最大功率。

7、在图10(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“100Ω 3A”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：

（1） 电源电压U。

（2） 电阻R1消耗的功率P1。

A1 A2 R2 P R1 S 0 0

1 0.2 2 0.4

3 0.6

A (b)

(a)

图10

（3） 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10(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_______________________。

9、在图7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“20? 2A”字样。闭合电键S，电流表的示数为0.5安。求： ①电阻R1两端的电压U1。 ②电阻R1消耗的功率P1。

③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：

图7 a R1 b P R2 S c A 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）。 10、如图13所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“50? 2A”字样。闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表 V1 的示数为2伏，电压表 V 的示数为6伏，电流表 A 的示数为0.2安。求：（1）电阻R1的阻值。（2）通电10秒，电流通过电阻R1所做的功W1。（3）是否存在某种可能，改变滑片P的位置，使两电压表指针偏离零刻度线的角度恰好相同？若有可能，通过计算求出R2的值；若没有可能，说明理由。

R1 P R2 V1 V S 图13 A 11、在图11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：（1）电源电压。

（2）移动滑动变阻器的滑片p，当电流表示数为0.2安时，电阻R1消耗的电功率。 （3）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。

12、在图17(a)所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50? 2A”字样。闭合电键S，移动滑片P到某位置时，电压表V1的示数如图17（b）所示，电流表A的指针指在图17(c)的某个位置。求： ⑴电阻R1消耗的电功率。 ⑵滑动变阻器R2接入电路的阻值。

⑶若改变滑片P的位置，请判断下列情况是否可能出现：①电压表V1与电流表A指针偏离零刻度线的角度相同， （可能/不可能）。②电压表V与电流表A指针偏离零刻度线的角度相同， （可能/不可能）。若有可能，请求出R2的值。 R1 P R2 V A 1 V S

图17（a）

图11 R1 S V P A R2 图17（b） 图17（c）

R1 R2 P 13、在图12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

A V S 图12