2023年上海市中考物理二轮复习-专题10 电学压轴 题型1 阻值范围

经典例题经典例题题型一：阻值范围例1.例1.（★★★）在图（a）所示的电路中，电源电压为18伏保持不变，电阻R1的阻值为5欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”，闭合电键S后电压表示数如图（b）所示。①求通过电阻R1的电流I1。②求此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2。③移动滑片P，在确保电路中各元件正常工作的前提下，求电压表示数的变化范围，以及滑动变阻器R2接入的阻值范围。【考点】串联之移动滑片P带来的电表与阻值范围问题【解析】①I1＝U1/R1＝(U−U2)/R1＝(18伏−10伏)/5欧＝1.6安②串联I＝I1＝I2＝1.6安P2＝U2I2＝10伏×1.6安＝16瓦③Imax＝2安R2min＝U/Imax−R1＝18伏/2安−5欧＝4欧U2min＝ImaxR2＝2安×4欧＝8伏U2max＝15伏Imin＝(U−U2max)/R1＝(18伏−15伏)/5欧＝0.6安R2max＝Umax/Imin＝15伏/0.6安＝25欧电压表V的范围8伏—15伏；R2的范围是4欧—25欧。【答案】1.6安；16瓦；电压表V的范围8伏—15伏；R2的范围是4欧—25欧【教学建议】本题关键之处在于第三问，电阻最小值受电流最大值限制，电阻最大值受电压表量程限制，确定电阻“因”自然能确定电压示数“果”。例2.例2.（★★★）在如图所示的电路中，电源电压为20伏，电阻R1的阻值为15欧，滑动变阻器标有“50Ω，1A”的字样，电压表的量程为“0～3V”或“0～15V”。闭合电键后，电路正常工作。求：（1）当电压表V的示数为14伏时，电路中的电流。（2）在滑片移动的过程中，求电路中电流的变化范围。（3）若在电路中再串联一个电流表（电流表选用0～0.6安的量程），要使电路中的电流变化量最大，求滑动变阻器连入电路中的阻值范围。【考点】串联之电流限制阻值范围问题【解析】（1）U1=U－U2=20伏－14伏=6伏I1=U1/R1=6伏/15欧=0.4安（2）U2max=15伏U1min=U－U2max=20伏－15伏=5伏I1min=U1min/R1=5伏/15欧=0.3安滑动变阻器允许通过的最大电流为1安所以0.3安≤I≤1安（3）Imax=0.6安Rmin=U/Imax=20伏/0.6安=33.3欧R2min=Rmin－R1=33.3欧－15欧=18.3欧U2max=15伏U1min=U－U2max=20伏－15伏=5伏I1min=U1min/R1=5伏/15欧=0.33安R2max=U2max/I1min=15伏/0.33A=45欧所以18.3欧≤R2≤45欧【答案】0.4安；0.3安≤I≤1安；18.3欧≤R2≤45欧【教学建议】本题关键之处在于第三问，电流最小值受滑动变阻器最大值限制，而滑动变阻器阻值最大受电压表量程限制，电流最大值受电流表量程与滑动变阻器最大电流限制，需综合考量。此类问题只要找准限制条件即可算出极值。例3.例3.（★★★）在如图所示电路中，电源电压可在3～6伏范围内调节。①当通过滑动变阻器R2的电流为04安时，R2两端的电压为2伏，求变阻器R2连入电路的阻值。②若要使电路中电流可在02～06安范围内调节。求所用定值电阻的最大阻值R1最大。③现有标有“10Ω2Α”、“20Ω05Α”和“50Ω1Α”字样R1最大阻值标有字样变阻器连入电路的阻值范围。【考点】串联之电流范围与替换滑阻带来的阻值范围问题【解析】①R2＝U2/I2＝2伏/0.4安＝5欧②R1最大＝U最大/I最大＝6伏/0.6安＝10欧③（a）“50Ω1Α”（b）R2最大＝R最大－R1最大＝U/I最小－R1最大＝（6伏/0.2安）－10欧＝20欧∴20欧≥R2′≥0【答案】5欧；10欧；“50Ω1Α”；20欧≥R2′≥0【教学建议】本题关键之处在于②问中如R1最大过大则无法实现目标0.6A，故应由目标0.6A算出极值R1最大，③问中如R2最大阻值过小则无法实现目标0.2A，故应由目标0.2A算出R2的选配。例4.例4.（★★★）在如图所示的电路中，电源电压保持5伏不变，R1的阻值为10欧。闭合电键S，电流表的示数如图所示。⑴求电阻R1两端的电压。⑵求电阻R2的阻值。⑶现有标有“20Ω2Α”、“100Ω0.2Α”和“50Ω1Α”字样的变阻器各一个，请选择其中一个变阻器替换电路中的电阻R1或R2，要求：通过电路的电流可在“0.1安～0.4安”范围内调节。请选择符合电路电流变化要求的变阻器。（a）选择标有_____________字样的变阻器，替换电阻________(选填“R1”或“R2”)。（b）通过计算求出所选用的变阻器连入电路的阻值范围。【考点】串联之滑阻替换带来的阻值范围问题【解析】⑴U1＝I1R1＝0.2安×10欧＝2伏⑵∵R1与R1串联∴U2＝U-U1＝5伏-2伏＝3伏；I2＝I1＝0.2安；∴R2＝＝＝15欧⑶（a）“50Ω1A”；“R2”（b）I最小＝∴R变最大＝-R1＝-10欧＝40