2015.4.2初三物理-替换电阻全解

教师姓名虞老师年级九年级类型小班上课时间2015.4 学科物理课题名称替换电阻

【考点一】在串联电路中替换定值电阻

（一）电压表接在定值电阻两端

此类题型利用动态分析，会发现定值电阻两端的电压表和电流表的示数同时变大或变小，所以，若希望两表都达到满偏，只能是在某一时刻两表同时满偏。且定值电阻阻止只能为5欧（3V、0.6A）、25欧（15V、0.6A）、1欧（3V、3A）、5欧（15V、3A）。在此约束下，定值电阻的阻值就被电表量程限定住了。牢牢把握住电压表与电流表必须同时满偏，问题立刻迎刃而解。

1．如图所示电路中，电源电压为10伏，滑动变阻器R2上标有“100欧2安”。闭合电键S时，电压表的示数为1伏，电流表示数为0.1安。求：

请用定值电阻R3替换电阻R1，并选择合适的电表量程。要求在不更换电表量程的情况下，移动变阻器的滑片P，使两个电表的示数能同时达到各自的最大值，且电路能正常工作。求这时的R3的阻值和滑动变阻器的阻值。

第1题图

2．在如图所示的电路中，电源电压为24伏且不变，滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”字样。闭合电键S，滑片P 从最右端逐渐向左移动到某位置时，电流表的示数为0.4安，电压表的示数为10伏。求：

若在滑片P继续向左移动的过程中，____________（选填“只有电流表”、“只有电压表”或“两电表”）的指针能达到满刻度（如图所示），此时变阻器R2连入电路的阻值。

第2题图

3．在如图所示的电路中，电源电压为20伏且不变，电阻R1的阻值为25欧，滑动变阻器R2上标有“20 2A”字样。闭合电键S，电流表的示数为0.5安。求：

现从阻值分别为10欧、20欧、30欧的电阻中选一个替换电阻R1，同时将一电压表接入电路中，要求：在移动变阻器滑片P的过程中，两电表的指针均能达到某量程的满刻度处（在这过程中电表位置及量程都不能改变），且电路能正常工作。满足以上条件时：

第一，替换电阻的阻值为_________欧。

第二，电流表选择__________量程、电压表选择_________量程；电压表接到__________处（选填“ab”、“bc”

或“ac”）。

第三，计算出滑动变阻器接入电路的阻值范围（要有计算过程）。

第3题图

（二）电压表只接在滑动变阻器两端

此类题型相对复杂，尤其是计算满足题意的滑动变阻器阻值范围时，要抓住电表满偏的限制条件，即：电流表满偏与总电阻阻值大小直接相关；电压表满偏与串联电阻值的比直接相关。同时，解题过程中要时刻注意电路安全。检验时，可以利用其它用电器及电表达到最大值的临界条件。

例题：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。

分析过程：

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，

①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。

②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。

③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，变阻器的电阻值，最后得到结论。

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

4．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：

现有三个定值电阻，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。

第4题图