定值电阻R0替换问题的解题技巧分析

定值电阻R0替换问题的解题技巧分析

特点：串联电路且电压表是并在变阻器两端。

1、如果电压表并联在定值电阻两端的话，题目就相对容易解答。要分别满偏，必定同时满偏，且定值电阻阻值只能为5欧（3V、0.6A）、25欧（15V、0.6A）、1欧（3V、3A）、5欧（15V、3A），考虑到变阻器一般限流在3A之内的，后两种情况不太可能出现。

2、例：在图8所示的电路中，电源电压为18伏且不变，

电阻R1的阻值为30欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”

字样。闭合电键S，电流表的示数为0.4安。求：

（1）电阻R1两端的电压。（2）电阻R1消耗的电功率

P1。

（3）有三个定值电阻，分别为A（40欧）、B（20欧）、

C（10欧），请从中选择一个来替换电阻R1，并选择合适的

电表量程。要求：在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。

①请选择电表使用的量程：电流表量程_______安，电压表量程______伏。

②应选用电阻_________（选填字母）代替电阻R1。

③满足上述要求时，变阻器R2连入电路的阻值范围。

（1）分析过程：

①这类题目（电压表接在变阻器两端的串联电路）有通用技巧，要分别达到满刻度，我们就考虑一个特殊情况，（ⅰ）先算一个临界电阻R0，使得用R0替换R1后，移动滑片P的过程中两表能同时满偏，在这种情况下变阻器是左右都不能再滑动的，所以是下限。然后考虑如果V：0-3V，A：0-0.6A，算出同时满偏的情况，R0=(18V-3V)/0.6A=25欧，所以替换电阻值必须要大于25欧姆，这是下限。

（ⅱ）还要保证电路中最大电流能达到0.6A，最大电压能达到3V，也就是变阻器R2=0欧时，电流表至少要超过0.6A；变阻器R2=50欧时，电压表至少要超过3V。所以R0的上限就是：当R2=0时，R0=18V/0.6A=30欧；当R2=50欧时，R0=(18V-3V)/(3V/50Ω)=250Ω；综合起来R0不能超过30欧。

（ⅲ）如果电压表用0-3V量程，电流表用0-0.6A量程，电阻R0只能在25欧~30欧里选，题目给出的中没有合适的可选电阻，所以不能取小量程0-3V。相反如果是大量程V：0-15V，电流表0-0.6A，同理可算得5欧≤R0≤10欧（上限算出来一个是10欧，一个是30欧，取10欧）。选C电阻。变阻器R2连入电路的阻值范围就显得比较简单了，只要将正确的替换电阻放进去，分别计算两电表达到满偏时，变阻器的阻值，得到结论。

（2）归纳下选替换电阻的通用原则：

①选量程【滑动变阻器允许通过的最大电流---------电流表量程】；②算替换电阻下限Rmin，即当电压表和电流表同时满偏的临界情况；③算替换电阻上限Rmax，滑片P分别位于电阻零位置和最大电阻位置时，让电流表和电压表分别满偏，分别算出两个替换电阻上限值，取小的一个作为上限Rmax；④得到替换电阻的选择范围Rmin≤R0≤Rmax，即可选择出合适的替换电阻。明确电表所测对象→判断电表所选量程→明确所求物理量值→具体情况具体讨论→回到题目检验取舍。