专题训练(替换类)

专题训练替换类专题

例1、在图1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“101A”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。

（2）滑动变阻器R2接入电路的阻值。（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，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_

_（3）①能；

电流表量程为0～0.6A，即I最大=0.6A，

此时电路中的总电阻R最小=20Ω，

滑动变阻器接入电路的最小值R滑小=20Ω-16Ω=4Ω；

电压表的量程为0～3V，即U滑大=3V，

定值电阻两端的电压U1′=U-U滑大=12V-3V=9V，

电路中的电流I′=0.5625A，

滑动变阻器接入电路的最大值R滑大=≈5.33Ω，

所以，滑动变阻器使用范围：4Ω～5.33Ω．

②当滑动变阻器接入电路的电阻最小为0，电路中的电流最大Imax=0.6A时，R0的阻值最大；R0max=20Ω，

当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电流表的示数也最大时，R0的阻值最小；R0min=15Ω，所以R0的取值范围为15Ω～20Ω．

例2、在图2所示的电路中，电源电压为9伏且不变，变阻器R2标有“10Ω2A”字样。闭合电键S，当滑片移到某一位置时，电流表示数为0.4安，电压表示数为1伏。求：①此时滑动变阻器消耗的电功率P2。②定值电阻R1的电阻值。③现可用A：12欧、B：18欧的定值电阻来替换R1，或用标有“20Ω2A”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：___。第三，满足上述要求时，电压表示数的最小值。(写明必要理由)解析：（3）题中要求电压表能达的最大值，若选0～15V量程，因总电压为9V，所以无论选择哪一电阻都不能使电压值达到15V，故电压表量程只能为0～3V；电流表也要能达到最大电流，若接12Ω电阻时，电路中的最大电流Im1===0.75A；若接18Ω，电路中的电流Im2===0.5A；即电路中能达到的最大值只能为0.6A，故电流表量程只能选0～0.6A；若20Ω??2A”字样的滑动变阻器C替换R2，则达到最大电流时，电路中的总电阻为R总===15Ω＜R1；故只能选12Ω的电阻A来代替R1．由串联电路电压特点和欧姆定律可知，当电路中电流最大时，电压表示数的最小值，则U1大=I大R1=0.6A×12Ω=7.2V，U2小=U-U1大=9V-7.2V=1.8V．答：①此时滑动变阻器消耗的电功率为0.4W；②定值电阻R1的电阻值为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．

点评：本题综合了欧姆定律、功率的计算及电压表电流表的使用等，单纯的知识点的应用上难度不大，但对学生分析能力及审题能力有较高要求，在平常学习中要注意培养认真审题的能力．例3.在如图3所示的电路中，电源电压为19伏保持不变，滑动变阻器R2上标有“1001A”字样，闭合电键后，电流表示数为0.4安，电压表V2示数为7伏，求：

(1)电阻R1的阻值。

(2)将滑动变阻器的滑片向左移动，发现三个电表中某一个表的指针达到了满刻度。电路能正常工作，求出此时三个电表的示数及滑动变阻器连入电路的阻值R2的值。

(3)现要求在移动变阻器滑片P时使三个电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。①应选择阻值为__________欧的电阻来替换电阻R1。

②满足上述条件的情况下，求电路中的最小功率。答案（1）30Ω；

（2）电流表的示数为0.5A