电阻替换

22．在图11所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样。闭合电键S后，电流表A的示数为0.5安，电压表Vl的示数为10伏，电压表V2的示数为6伏。求：

①定值电阻R1的阻值。

V1 P R2 V2 A R1 ②此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2。

S

图11 ③请用定值电阻来替换电阻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，使所有电表的示数都能达到各自的最大值，且电路能正常工作。

第一，符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值：__________________。 第二，满足上述要求时，电流表示数的最小值。（写明必要理由） ① R1＝U1/I1 1分

＝10伏/0.5安＝20欧 1分 ② P2＝U2I2 1分

＝6伏×0.5安＝3瓦 1分 ③ 5欧；25欧。 1分

（1）定值电阻为5欧时，电流表、电压表V1，V2的量程分别为0.6安、3伏、15伏。

当电压表V2示数最大时，电流表的示数最小，此时有：

I1?(16?15)伏?0.2安 1分

5欧（2）定值电阻为25欧时，电流表、电压表V1的量程分别为0.6安、15伏。电压表V2示数的最大值为：

16伏U2??100欧?12.8伏?15伏

（100?25）欧所以，电压表V2的量程只能选3伏。 1分 当电压表V2的示数最大时，电流表的示数最小，此时有：

I2?

(16?3)伏?0.52安 1分

25欧24．在图17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5欧，滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合电键S后，电流表A的示数为0.4安。

⑴求电阻R2 连入电路的电阻。 ⑵求此时电路消耗的总电功率。

⑶现有一个电压表，要求将“50Ω 1A”或“100Ω 1A”的

图17

滑动变阻器替换R2，使移动变阻器滑片P的过程中，电压表示数的变化量最大。

选择：电压表应并联在 ① 两端（选填：“R1”、“R2”“R1或R2”）。选择最大阻值为 ② 欧的滑动变阻器替换R2。

③求出：电压表示数的最大变化量△U。（保留两位小数） ⑴R2=（U／I）－R1 （1分）

=(6伏／0.4安)－5欧 （1分） =10欧 （1分） ⑵P总=U I

=6伏×0.4安 （1分） =2.4瓦 （1分） ⑶①R1或R2； ②100； （每空1分，2分） ③由题意得滑动变阻器接入电路的电阻最小为1欧，最大为100欧. △U=6伏×100欧/（100+5）欧－6伏×1欧/（1+5）欧=4.71伏。 （2分）

22.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） ①I1＝U1/R1＝U/R1 1分

＝12伏/30欧＝0.4安 1分

②P2最大＝U2I2最大＝UI2最大 1分 ＝12伏×1安＝12瓦 1分 ③Ⅰ（2）能。 1分

Ⅱ 由于I′＞I2′，所以当电流表A1与A2的指针偏离零刻度线的角度恰好相同时，A1应取0~3安量程，A2应取0~0.6安量程 I1最大＝I最大－I2最大＝3安－0.6安＝2.4安

R1最小＝U/I1最大＝12伏/2.4安＝5欧 1分 I2最小＝U/R2最大＝12伏/50欧＝0.24安

A2 A1 R1 P R2 S （a） （b） 图11 I最小＝5I2最小＝5×0.24安＝1.2安

I1最小＝I最小－I2最小＝1.2安－0.24安＝0.96安

R1最大＝U/I1最小＝12伏/0.96安＝12.5欧 1分 符合要求的定值电阻的阻值范围为5欧~12.5欧

22．在图11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“50Ω 1.5A”和“20Ω 2A”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。

来源:Z|xx|k.Com]V A R1 S 图11

R2

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。

22、本题共9分。

①U1=I1R1=1.5安×4欧=6伏 2分

②P=UI=18伏×1.5安=27瓦 2分

③第一

若替换R2，则当I=0.6安时，U1=2.4伏，不可能能使电压表达到满刻度，不能替换R2(只要合理均可得分) 1分

所以应替换R1 1分

第二，选用“50Ω 1.5A” 1分 当I=0.6安时，R1?U18伏?R2??8欧?22欧 1分 I0.6安当U1=15伏时，

U15伏R1?1R2??8欧?40欧 1分

U23伏∴滑动变阻器的取值范围为22欧~40欧

22．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，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样。闭合电键S后，电流表A的示数为0.3安。

① 求：电阻R1两端的电压U1。 ② 求：变阻器连入电路中的电阻R2。

③ 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13所

1

序号 甲 乙 丙 替换的方案 用5Ω的定值电阻替换电阻R1 用20Ω的定值电阻替换电阻R1 用“10Ω 1A”的变阻器替换变阻器R2 0 0

0.2

2 0.4 0.6 图13 3 0

0

5 1

10 2

15 3 R1 R2 P A S 图12 V A V

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13所示的电表示数时，变阻器R2所消耗的电功率P2?。 ① U1=I R1 1分

=0.3安×50欧=15伏 1分 ② U 2= U－U1=18伏-15伏=3伏 1分 R2= U2/I 1分 = 3伏/ 0.3安＝10欧 1分 ③(a) 乙 1分 (b) 当电流表的示数I?=0.6安时，

P2?= U2? I?=（18伏－0.6安×20欧）×0.6安=3.6瓦。 2分 当电压表的示数U2?=3伏时， P2?= U2?I?=3伏×（15伏/20欧）=2.25瓦。 1分

22．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

来源:Zxxk.Com]

22．（1）U1＝U－U2 1分 ＝18伏－6伏＝12伏 1分