一模电学计算教师.docx
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一模电学计算教师
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电学计算
1.在如图12所示的电路中,定值电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2标有“20欧,1安”的字样。
闭合电键S,移动滑动变阻器的滑片P至最左端,电流表示数为0.3安。
求:
①电源电压。
②移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.2安时,电阻R1消耗的电功率。
③现有三个定值电阻分别为4欧、6欧、12欧,设想从中选择一个电阻来替换R1,要求:
闭合电键S,移动滑片P,使两电表指针分别能达到某量程的满刻度,且电路能正常工作,则应选用欧的电阻代替电阻R1,求出满足要求的滑动变阻器R2的使用范围。
1U=U1=I1R1=0.3安×20欧=6伏2分
2U1=I1R1=0.2安×20欧=4伏
P1=U1I1=4伏×0.2安=0.8瓦2分
3选用6欧
当Imax=0.6安时,Rmin=U/I=6伏/0.6安=10欧
R2min=Rmin-R1=10欧-6欧=4欧1分
当U2max=3伏时,U1max=U-U2max=6伏-3伏=3伏
I2min=I1min=U1/R1'=3伏/6欧=0.5安1分
Rmax=U2max/I2min=3伏/0.5安=6欧1分
所以滑动变阻器R2的使用范围是4欧~6欧1分
2.在图12(a)所示的电路中,电源电压为4伏且不变。
①将定值电阻R1接入M、N接线柱,闭合电键S后电流表A的示数如图12(b)所示
(a)求电阻R1阻值;
(b)求电阻R1的电功率P1
②现将标有“10Ω1A”字样的滑动变阻器R2与R1以两种不同的连结方式接入M、N接线柱,闭合电键S,移动滑动变阻器R2的滑片,求两种不同的连接方式电路消耗总功率的最大比值。
3..在图10所示的电路中,电源电压保持不变。
R2的阻值
电流表A的示数
R0
0.6安
R0+10欧
0.4安
R0+20欧
①若电阻R1的阻值为15欧,电流表示数为0.2安,求电阻R1两端的电压U1和电阻R1消耗的电功率P1。
②若电阻R1的阻值未知,向右移动滑动变阻器R2的滑片P,每次移动时均使变阻器R2接入电路的阻值增加10欧,电流表A的示数分别如上表所示,求电源电压U和R2为(R0+20欧)时电流表A的示数。
①U1=I1R1=0.2安×15欧=3伏
P1=U1I1=3伏×0.2安=0.6瓦
U总=U总′
I(R1+R0)=I′(R1+R0+10欧)
0.6安×(R1+R0)=0.4安×(R1+R0+10欧)
(R1+R0)=20欧
U总=I(R1+R0)=0.6安×20欧=12伏
R2为(R0+20欧)时,
I=U/R=U/(R1+R0+20欧)=12伏/40欧=0.3安
4..如图16(a)所示的电路中,电源电压为16伏保持不变,定值电阻R1=5欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω2A”字样。
闭合电键S,电流表的示数为1安,所用电表如图16(b)所示。
求:
①电压表V1的示数U1;
②此时R2的电阻值;
③在保证电路中各元件不损坏的情况下,求连入电路R2的取值范围。
图16
(b)
U1=IR1=1A×5Ω=5V2分
R=U/I=16V/1A=16Ω
R2=R-R1=16Ω-5Ω=11Ω2分
③当I=2A时,
R=U/I=16V/2A=8Ω
R2=R-R1=8Ω-5Ω=3Ω2分
当U2=15V时,
R2/R1=U2/U1=15V/1V=15/1
R2=15R1=15×5Ω=75Ω2分
∴3Ω≤R2≤75Ω
5.在图16(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R2的阻值为10欧,滑动变阻器R1标有“20Ω1Α”字样,电流表、电压表的表盘如图16(b)所示。
闭合电键S,求:
(1)在移动变阻器滑片P的过程中,电压表V1示数的最小值。
(2)如果用另一个电阻R0和电源U分别替换电阻R2和原来的电源,并将另一个电压表V2并联在电源两端。
要求通过移动滑片P能使三个电表偏离零刻度的角度相同。
通过计算确定不同情况下满足要求的R0的阻值和对应电源电压U的最大值。
(1)当电流最大(I=1安)时,R2分得的电压最多,电压表V1示数最小1分
U1min=U-U2=18伏-1安×10欧=8伏2分
(2)V1表量程为0-3伏,V2表量程为0-15伏
若A表选0-0.6安,设偏转n格
U1=0.1n伏,I=0.02n安,R1=U1/I=0.1n伏/0.02n安=5欧1分
又因为两电压表偏转角度相同,所以U:
U1=5:
1,U2:
U1=4:
1
R0:
R1=4:
1,R0=20欧
Umax=Imax×R=0.6安×(20欧+5欧)=15伏1分
若A表选0-3安,设偏转n格
同理可得,R0=4欧1分
此时电路允许通过的最大电流为1安,
所以Umax=Imax×R=1安×(4欧+1欧)=5伏
6.在图13所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器铭牌已模糊不清,只能辨识出标有“2A”字样。
电键S闭合后,滑片移到某位置时,电流表A的示数为0.5安,电压表V2的示数为8伏。
(电表量程可以改变)。
①求电源电压U。
②将滑动变阻器滑片P移到某处,发现电流表A的示数已达到某量程的满刻度,且各元件都能正常工作,求此时滑动变阻器连入电路的阻值。
③现用R0替换R1且能使电路中的电流达到最大,电路各元件都能正常工作,求替换的R0的最大阻值。
①U1=I1R1
=0.5安×20欧=10伏2分
U=U1+U2=10伏+8伏=18伏1分
②R=U/I=18伏/0.6安=30欧2分
R2=R-R1=30欧-20欧=10欧1分
③R0=U0最大/I0最大=15伏/2安=7.5欧
7.如图14所示,电源电压为18伏且不变,定值电阻R0为5欧,将两个电压表V1和V2分别并联接在电路的适当位置。
闭合电键记下此时两表的示数,如下表第2行所示。
然后向左移动滑动变阻器滑片P且使每次减少相同的阻值,其中后两次电表示数分别如下表第4行、第5行所示。
求:
(1)当电压表V1示数为6.0伏时,通过定值电阻的电流;
(2)当电压表V2示数为13.5伏时,滑动变阻器的电阻值;
(3)滑动变阻器每次减少的阻值△RP及第3行两电表的示数。
(1)电压表V1并联R0两端,电压表V2并联RP两端
说明:
公式1分,代入1分,结果1分。
(2)
(3)
∴△RP=RP3-RP4=15欧-10欧=5欧
RP2=15欧+5欧=20欧
U02=I2R0=0.72安×5欧=3.6伏
UP2=I2RP2=0.72安×20欧=14.4伏
∴电压表V1示数为3.6伏,电压表V2示数为14.4伏。
8.如图11所示,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”字样。
当变阻器的滑片P移至a端,闭合电键S后,电流表A的示数为0.6安。
⑴求电源电压U。
⑵若将另一只电压表V并联接入该电路(A和B)、(B和C)、(A和C)中的某一部分电路两端,移动滑动变阻器R2的滑片P至某一处,使电压表V的指针停留在图12所示的位置。
请指出电压表V所有可能连接的位置,并计算出变阻器对应接入电路的阻值R2。
⑴当滑片P移至a端时,电阻R2连入电路的阻值R2=0欧,即只有R1连入电路。
∴电源电压U=U1=I1×R1=0.6安×10欧=6伏。
(公式1分、过程和结果1分,合计2分。
)
⑵由图10可知:
R1与R2串联,电源电压为6伏,因此将另一只电压表V并联接入该电路(A和B)、(B和C)、(A和C)中的某一部分电路两端,移动滑动变阻器R2的滑片P至某一处,电压表示数不可能超出6伏,据此可以判断出:
电压表的示数为2伏;且电压表V不可能并联接入该电路(A和C)两端。
∴当电压表V并联接入该电路(A和B)两端时,U1=2伏,
U2=U总-U1=6伏-2伏=4伏,
I2=I1=
=
=0.2安,
R2=
=
=20欧。
(电压1分,电流1分,电阻1分,合计3分)
∴当电压表V并联接入该电路(B和C)两端时,U2=2伏,
U1=U总-U2=6伏-2伏=4伏,
I2=I1=
=
=0.4安,
R2=
=
=5欧。
(电压1分,电流1分,电阻1分,合计3分)
(注意:
其他方法合理给分)
9.在图9(a)所示的电路中,电源电压保持不变。
电阻R1的阻值为30欧。
①闭合电键S后,电流表的示数为0.5安,求电源电压U。
②现电路中有A、B、C和D四点,需将一标有“50Ω2A”字样的滑动变阻器R2并联其中两点上,要求:
闭合电键S后,在移动变阻器滑片P的过程中,电流表的指针能随之发生偏转。
(a)滑动变阻器R2可以并联在电路的__________两点间;
(b)当电流表指针位置如图9(b)所示时,变阻器连入电路的阻值R2;
(c)在不损坏电路元件的情况下,求电流表示数的范围。
①U=IR1=0.5安×30欧=15伏2分
②(a)AB或BD2分
(b)I2=I-I1=1.5安-0.5安=1.0安
R2=U/I2=15伏/1.0安=15欧3分
(c)I2max=2安
Imax=I2max+I1=2安+0.5安=2.5安
Imin=I2min+I1=U/R2max=15伏/50欧+0.5安=0.8安
电流表示数的范围为0.8安~2.5安
10.在图12所示的电路中,电源电压为10伏且不变。
定值电阻
的阻值为10欧,滑动变阻器
上标有“2A”字样。
闭合电键S
①求通过
的电流
。
②通电10秒,求电流通过
所做的功
。
③在电路安全工作的情况下,移动变阻器
的滑片,电路消耗的最大功
率恰为最小功率的2倍,求变阻器的最大阻值
。
11.在图13(a)所示的电路中,电源电压为3伏且保持不变,电阻R1的阻值为5欧,滑动变阻器R2上标有“201A”字样,所用电流表的表盘如图13(b)所示。
闭合电键后,滑片P移到某一位置时,电流表示数为1安。
求:
(1)通过电阻R1的电流I1。
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值。
(3)若电源电压可变,为使电流表A的示数能达到最大,求电源电压的最小值。
答:
(1)通过电阻R1的电流I1为0.6A;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值为7.5Ω;
(3)若电源电压可变,为使电流表A的示数能达到最大,电源电压的最小值为10V.
(a)图10(b)
12.在图10(a)所示电路中,电源电压4.5伏保持不变,变阻器上标有“10Ω2A”字样。
闭合电键S后,电流表和电压表指针的位置分别如图10(b)所示。
(1)电流表示数为_______安,电压表示数为_______伏,求变阻器R2的电功率。
(2)求电阻R1的阻值。
(3)在电路安全工作前提下,移动变阻器滑片P,发现有一个电表示数无法达到所选量程的最大值。
请判断:
是_______表无法达到最大值,通过计算说明理由。
(1)0.42.1
(2)
(3)电压表
若U2=3V,
,
13.在如图所示的电路中,电源电压为6V且不变.电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”字样,两电表均为常用电表.闭合开关S,电流表示数为0.2A.
求:
(1)电压表的示数;
(2)电阻R2连入电路的阻值;
(3)若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,发现电压表和电流表中有一个已达满刻度,此时电压表和电流表的示数.
答:
(1)电压表示数为2V.
(2)电阻R2连入电路的阻值为20Ω.
(3)此时电压表和电流表的示数为6V和0.6A或3V和0.3A.
14.在如图(a)所示电路中,电源电压为18伏且不变,电阻R1的阻值为24欧,滑动变阻器R2上标有“100欧1安
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U1;
②现用电阻R0替换电阻R1,同时将一电压表接入电路中,且电流表选用0﹣0.6A量程,电压表选用0﹣3V量程,要求:
在移动变阻器滑片P的过程中,使电压表V和电流表A的指针均能到达图(b)(c)所示位置,且电路能正常工作;
i)若电压表接在ab两点之间,求替换电阻R0的阻值范围;
ii)若电压表接在bc两点之间,求替换电阻R0的阻值范围.
答:
①电阻R1两端的电压U1=12V;
②i)若电压表接在ab两点之间,替换电阻R0的阻值范围3.3Ω≤R0≤7.5Ω.
ii)若电压表接在bc两点之间,替换电阻R0的阻值范围37.5Ω≤R0≤45Ω.
15.在图8(a)所示的电路中,电源电压为9伏,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“50Ω1Α”字样。
闭合电键S后,电流表A的示数如图8(b)所示。
R1
(a)(b)
图8
求通过电阻R1的电流I1。
求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值。
在不损坏电路元件的情况下,求电流表示数的最大变化量I。
1I1=U1/R1=9伏/10欧=0.9安3分
②I2=I-I1=1.2安-0.9安=0.3安1分
R2=U2/I2=9伏/0.3安=30欧1分
I2min=U2/R2max=9伏/50欧=0.18安
Imin=I1+I2min=0.9安+0.18安=1.08安1分
Imax=I1+I2max=0.9安+1安=1.9安1分
I=Imax-Imin=1.9安-1.08安=0.82安
16.在如图12所示的电路中,定值电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2标有
“20欧,1安”的字样。
闭合电键S,移动滑动变阻器的滑片P至最左端,电流表示数为0.3安。
求:
①电源电压。
②移动滑动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.2安时,电阻R1消耗的电功率。
③现有三个定值电阻分别为4欧、6欧、12欧,设想从中选择一个电阻来替换R1,要求:
闭合电键S,移动滑片P,使两电表指针分别能达到某量程的满刻度,且电路能正常工作,则应选用欧的电阻代替电阻R1,求出满足要求的滑动变阻器R2的使用范围。
4U=U1=I1R1=0.3安×20欧=6伏2分
5U1=I1R1=0.2安×20欧=4伏
P1=U1I1=4伏×0.2安=0.8瓦2分
6选用6欧
当Imax=0.6安时,Rmin=U/I=6伏/0.6安=10欧
R2min=Rmin-R1=10欧-6欧=4欧1分
当U2max=3伏时,U1max=U-U2max=6伏-3伏=3伏
I2min=I1min=U1/R1'=3伏/6欧=0.5安1分
Rmax=U2max/I2min=3伏/0.5安=6欧1分
所以滑动变阻器R2的使用范围是4欧~6欧1分
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