题目内容
【题目】如图所示的电路中,电源电压恒为18V,电阻R1的阻值为10Ω,电流表A的0~3A量程损坏.闭合开关S,电压表示数为13伏,两电表的表盘如图所示.求:![]()
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(1)通过电阻R1的电流I1;
(2)电阻R2的阻值;
(3)若用标有“100Ω 1A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2 , 在保证电路各元件安全的情况下,电压表示数的最大变化量.
【答案】
(1)解:由图示可知,两电阻为串联关系,根据串联电路中的分压关系可知:U1=U-U2=18V-13V=5V,所以通过电阻R1的电流I1为:I1=
=
=0.5A;
(2)解:由欧姆定律可得电阻R2的阻值为:R2=
=
=
=26Ω;
(3)解:当电路中的电流最大时,R2两端的电压最小,而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以I最大=1A,又∵电流表0~3A量程损坏,∴电路允许通过的最大电流为I最大=0.6A,U1大=I1大R1=0.6A×10Ω=6V,U2小=U-U1大 =18V-6V=12V,当电路中的电流最小时,R2两端的电压最大,U1小=I小R1=U R1/(R1+R2大)=18V×10Ω/(10Ω+100Ω)=1.6V,∴U2大=U-U1大小=18V-1.6V=16.4V>15V,∴U2大=15V,ΔU大=U2大-U2小=15V-12V=3V.
【解析】
(1)本题考查了学生对欧姆定律公式的掌握,注意运用公式时的对应,代入题目中的数据计算即可;
(2)根据欧姆定律进行变形,结合题目所给条件,求出电阻;
(3)本题考查了学生对电压表示数的分析,当电路中的电流最大时,R2两端的电压最小,而滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,当电路中的电流最小时,R2两端的电压最大,结合题目所给条件进行分析.
【考点精析】掌握欧姆定律的变形公式是解答本题的根本,需要知道公式的理解:①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一.
【题目】某小组同学用图所示的电路研究串联电路中电流、电压随滑动变阻器电阻的变化情况.实验中保持电源电压不变,将定值电阻R1与滑动变阻器R2(标有“50W 2A”)串联,移动滑动变阻器的滑片P改变电路中的电压和电流,并将实验数据记录在下表中.![]()
序号 | A表示数(A) | V1表示数(V) | V2表示数(V) | A表示数变化量(A) | V1表示数变化量(V) | V2表示数变化量(V) |
1 | 0.1 | 1 | 11 | 0 | 0 | 0 |
2 | 0.2 | 2 | 10 | 0.1 | 1 | 1 |
3 | 0.3 | 3 | 9 | 0.2 | 2 | 2 |
4 | 0.4 | 4 | 8 | 0.3 | 3 | 3 |
5 | 0.5 | 5 | 7 | 0.4 | 4 | 4 |
6 | 0.6 | 6 | 6 | 0.5 | 5 | 5 |
①根据表中电流表A示数的变化情况可知,实验中滑动变阻器滑片移动的方向是.
②分析比较实验序号1~6的数据中电表A、V1和V2示数的变化情况及相关条件,归纳得出的初步结论是:串联电路中,在电源电压不变的情况下,滑动变阻器的电阻变大时,.
③分析比较实验序号2~6的数据中电表A示数变化量及V1示数变化量的关系及相关条件,归纳得出的初步结论是:串联电路中,.
④进一步综合分析比较表中电压表V1示数变化量、V2示数变化量、电流表A示数变化量的关系及相关条件,归纳得出初步结论:串联电路中滑动变阻器的电阻变化时,.