2023年上海市中考物理二轮复习-专题10 电学压轴 题型4 电压表、电流表变化范围

题型六：替换电阻问题类电压表示数变化范围例13.例13.（★★★）在如图所示的电路中，电源电压为18伏保持不变，电阻R1的阻值为10欧。闭合电键S后，电流表A的示数如图（a）所示。①求电阻R1两端的电压U1。②求电阻R2的阻值。③“10Ω2Α”、“50Ω1.5Α”字样的滑动变阻器R2在移动变阻器滑片P的过程中，电压表示数的变化量最大（的表盘如图（b）所示）。问：选择哪一个变阻器替换R2?求出相应电压表的变化范围。【考点】替换电阻问题类电压表示数变化范围【解析】①U1＝I1R1＝0.8安×10欧＝8伏②U2＝U总－U1＝18伏－8伏＝10伏R2＝U2/I2＝10伏/0.8安＝12.5欧③选择变阻器“50Ω1.5A”U1大＝IR1＝1.5安×10欧＝15伏U2小＝3伏U2大＝I小R2大＝[18伏/（60欧）]×50欧＝15伏电压表变化范围：3～15伏。【答案】①8伏②12.5欧③选择变阻器“50Ω1.5A”电压表变化范围：3～15伏【教学建议】本题关键之处在于第三问，学生会在选配滑动变阻器时纠结，而本题只需分两种情况解题，与其纠结不如直接分类解题，会加快做题进度，提高正确率。例14.例14.（★★★）如图所示的电路中，电源电压为18伏，定值电阻R1的阻值为12欧，闭合电键S，电流表的示数为0.5安。电流表、电压表的表盘如图（a）、（b）所示。求：电阻R1两端的电压；②电阻R2消耗的电功率；③现有两个滑动变阻器，A：“50欧2安”和B：“150欧1安”，请选择其中一个替换定值电阻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，在保证各元件都能正常工作的情况下，使电流表和电压表V1都能达到各自的最大值，且使电压表V2的变化量最大。第一，为满足上述要求，应选用滑动变阻器__________（选填“A”或“B”）替换定值电阻___________________（选填“R1”或“R2”）。第二，算出电路中电压表V2的最大变化量△U2。【考点】替换电阻问题类电压表示数变化范围【解析】=1\*GB3①I=I1=I2=0.5AU1＝I1R1＝0.5A×12Ω＝6V②U2＝U－U1＝18V－6V＝12VP2=U2I2＝12V×0.5A=6W③BR1R2=U2/I=12V/0.5A＝24Ω当I=0.6A时，U2最大＝IR2＝0.6A×24Ω＝14.4V当R1＝150Ω时，所以，U1最大＝15V，U2最小＝U－U1最大＝18V－15V＝3V△U2＝U2最大－U2最小＝14.4V－3V＝11.4V【答案】=1\*GB3①6V②6W③BR111.4V【教学建议】本题关键之处在于第三问，分类讨论有四种，所以需要排除不可能情况，如果电流表和电压表V1同时达到最大，故R1需为5或25欧，故需要替换掉R1，考虑A表最大0.6A时选B即可，V2示数最大受V2量程与最大电流0.6A限制，综合考量电流0.6A取到V2最大，V2示数最小值受V1最大值与R滑最大值限制，综合考量V1最大值取到V2最小值。题型七：替换电阻问题类电流表示数变化范围例15.例15.（★★★）在图（a）所示电路中，电源电压可在6～12伏范围内调节，电阻R1的阻值为10欧。①求通过电阻R1的最小电流I1最小。②若通过变阻器R2的电流为0安，求10秒内电流通过R2所做功的最大值W2最大。③现有标有“20Ω2A”、“50Ω1A”字样的滑动变阻器可供选择，有一个表盘如图（b）所示的电流表可接入电路。若电源电压调至某一数值且保持不变，当选用标有字样的变阻器替换R2，并把电流表接入点时（选填“M”、“N”或“M、N”），在移动变阻器滑片P的过程中电流表示数的变化量ΔI最大。求电流表示数的最大变化量ΔI最大。【考点】替换电阻问题类电流表示数变化范围【解析】①I1最小＝U最小/R1＝6伏/10欧＝0.6安②W2最大＝U最大I2t＝12伏×0.5安×10秒＝60焦③“20Ω2Α”；M、NI2最小＝U最小/R2最大＝6伏/20欧＝0.3安＝＝I2最大－I2最小＝2安－0.3安＝1.7安【答案】①0.6安②60焦③“20Ω2Α”；M、N1.7安【教学建议】本题关键之处在于第三问，由于量程限制电流表接在N处电流变化量大于等于接在M处电流变化量，当电源电压大于10V时，N处电流变化量大于接在M处电流变化量，而此题电源电压6-12伏，取电源电压6V，故应接在M、N处，电流最大值2A,电流最小值在滑动变阻器20欧时取到。例16.例16.（★★★）如图所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，电阻Rl为30欧，滑动变阻器上标有“20Ω，2A”字样。当电键S断开时，电路中的电流表示数如图所示求：①此时滑动变阻器连入电路中的电阻R2。②闭合电键S后，通过电阻Rl的电流。③【考点】替换电阻问题类电流表示数变化范围【解析】①I2=1安R2＝U2/I2＝6伏/1安＝6欧②I1＝U1/R1＝6伏/30欧＝0.2安③R3＝10欧I最大＝U/R3+2安=6伏/10欧+2安=2.6安I最小＝U/R3+U/R2最大＝6伏/10欧+6伏/20欧=0.9安ΔI最大＝I最大－I最小＝2.6安－0.9安＝1.7安【答案】①6欧②0.2安③1.7安【教学建议】本题的综合性较强，不仅考查电流表的读数方法，还考查欧姆定律的应用、并联电路的电压规律。解答此类题目首先要明确电路的结构类型，再根据不同电路的不同规律利用欧姆定律求解即可。例17.例17.（★★★）在图（a）所示的电路中，电源电压为12伏不变，电阻R1的阻值为10欧，电阻R2的阻值为30欧。电流表A的表盘如图(b)所示。闭合电键S后，求：①通过电路的电流I。②电阻R1消耗的功率P1。③现用标有“20欧1安”字样的滑动变阻器R3，替换电阻R1或R2。要求：（a）说出替换的电阻；（b）在移动变阻器滑片的过程中，电流表示数变化量△I的最大值，及变阻器连入电路阻值的范围。【考点】替换电阻问题类电流表示数变化范围【解析】①R＝R1＋R2＝（10欧＋30欧）＝40欧I＝U/R＝12伏/40欧＝0.3安②U1＝IR1＝0.3安×10欧＝3伏P1＝U1I＝3伏×0.3安＝0.9瓦③（a）用滑动变阻器R3替换电阻R2；（b）I最大＝1.0安I最小＝U/R最大＝12伏/（10+20）欧＝0.4安△I最大＝1.0安—0.4安＝0.6安R最小＝U/I最大＝12伏/1.0安＝12欧R3最小＝R最小－R1＝12欧－10欧＝2欧滑动变阻器R3的阻值范围为2~20欧。【答案】①0.3安②0.9瓦③（a）用滑动变阻器R3替换电阻R2；（b）2~20欧【教学建议】本题关键之处在于第三问，实现目标电流最大值1A，电路电阻12欧，故应替换掉30欧，故滑动变阻器电阻最小为2欧。例18.例18.（★★★）在如图所示的电路中，电源电压为18伏且不变，电阻R1的阻值为15欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω1.5A”字样，所用电表为学校实验室常用电表。闭合电键S后，电流表的示数为0.4安。①求电阻R1两端的电压U1。②求电阻R1消耗的电功率P1。③如果要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。第一，不改变电表量程，移动滑片P能否满足上述要求；若能，请说明滑片P应向哪个方向移动；若不能，请简要说明理由。第二，选择合适的电表量程，满足上述要求共有______种可能。请另选一种满足上述要求的情况：电流表量程0～____安，电压表量程0～_____伏，并计算当满足上述要求时，电路中的电流大小I。【考点】替换电阻问题类电流表示数变化范围【解析】①U1=I1R1=0.4安×15欧=6伏 ②P1=U1I1=6伏×0.4安=2.4瓦 ③能；向右；3，3；15；0.9安(或3；3；1.125安)【答案】6伏；2.4瓦；能；向右；3，3；15；0.9安(或3；3；1.125安)【教学建议】本题关键之处在于第三问，要使两电表的指针偏离零刻度线的角度相同，R2取值1欧、5欧、25欧，如不改变量程，R2阻值需从30欧变为25欧，故能且向右滑动。共有四种可能，其中V表取0-3V,A表0-0.6A不可行。题型八：非替换电阻问题类电压表示数变化范围例19.例19.（★★★）在图（a）所示的电路中，电源电压为6伏保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样，闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑片P移到某一位置时，电流表A的示数为0.4安。①求R1两端的电压U1。②求此时R2消耗的电功率P2。③现有一个表盘如图（b）所示的电压表可接入电路。 当选用挡量程，并把电压表接入两点时，在移动滑动变阻器滑片P的过程中电压表指针偏转变化角度最大。求此时滑动变阻器接入电路的阻值范围。【考点】非替换电阻问题类电压表示数变化范围【解析】①U1＝R1I1＝10欧×0.4安＝4伏②P2＝U2I2＝（U−U1）I1＝（6伏−4伏）×0.4安＝0.8瓦③3V；CDU2＝0R2＝0U2＝3VR1∶R2＝U1∶U2R2＝（3V/3V）×10欧＝10欧R2的范围是0欧—10欧。【答案】4伏；0.8瓦；3V，CD，0欧—10欧【教学建议】本题关键之处在于第三问，电压表指针满偏需用小量程，且V表3V时电阻R2取到最大值，R2取0，电路安全，故R2的范围是0欧—10欧。题型九：非替换电阻问题类电流表示数变化范围例20.例20.（★★★）在如图所示的电路中，滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”字样。闭合电键S，电路中电流为0.5安，电压表V1的示数为5伏，电压表V2的示数为10伏。求：①电源电压U。②电阻R1的阻值。③选择合适的电表量程后，移动滑动变阻器R2的滑片P，使两电表分别能达到某量程的满刻度，且电路能正常工作，求电源消耗的电功率范围。【考点】非替换电阻问题类电流表示数变化范围【解析】①U＝U1＋U2