上海中考电路计算替换电阻问题的解题技巧.doc

电阻替换问题的解题技巧1.串联电路中的更换定值电阻问题的解法对电学中串联电路的更换定值电阻的问题，一直是个难点，很多同学总是理不清各个量之间的关系，现就这个问题，提供一种有效的解题思路，供大家复习参考。标准电路图第一步：确定各个电表的量程。电流表：一般根据题干中滑动变阻器的参数就可以确定。比如“滑动变阻器R2上标有50 2A字样”，则我们应该选择00.6A的量程等。电压表：通常根据电源电压可以确定。比如“电源电压为6伏且不变”，则我们应该选择03V的量程等。注：若根据电源电压无法确定，则现放下，由后续步骤确定。第二部：电路中电流I的范围。以更换的阻值，确定电路中电流的范围（无需考虑电路正常工作/安全性问题），即IminIImax若电流表的量程在以上I的范围内，说明所替换的电阻是可以的，即可以使电流表示数达到最大或满偏；若不在以上范围内，说明所替换的电阻是不可以的。Imin= U/（R1+R2）R1由所替换的电阻带入计算，R2是滑动变阻器接入的最大阻值。Imax = U/R1R1由所替换的电阻带入计算。第三步：电路中滑动变阻器的电压U2的范围。当第二步无法确定哪个替换电阻合适时，就要在此步骤确定了；同时电压表量程无法确定的，也可以在此步骤确定了。U2minU2U2max若第一步已经确定电压表的量程的，则看此量程是否在以上电压范围内，若在，说明替换的电阻是可以的，即可以使电压表示数达到最大或满偏；若不在以上范围内，说明所替换的电阻是不可以的。若第一步没有确定电压表的量程，则看哪个量程（03V，015V）在以上范围内，哪个在就选择哪个替换电阻。U2min= U U1max = U I满偏R1R1由所替换的电阻带入计算。U2max= U/（R1+R2）R2R1由所替换的电阻带入计算，R2是滑动变阻器接入的最大阻值。注意：U2min不是滑动变阻器全部不接入时的电压0V，因为此时是要考虑电流表安全问题的。第四步：更换电阻后，电路正常工作时滑动变阻器的阻值范围。基本上，经过以上三步，电表的量程、合适的替换电阻都可以确定下来了。当计算更换以后的滑动变阻器的阻值范围问题时，必须要考虑安全性问题了。2.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。如果电压表直接并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，且定值电阻阻止只能为5欧（3V、0.6A）、25欧（15V、0.6A）、1欧（3V、3A）、5欧（15V、3A），后两种情况不太可能出现，考虑到变阻器一般限流都在3A之内的。例1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“502A”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。请选择电表使用的量程：电流表量程_安，电压表量程_伏。应选用电阻_（选填字母）代替电阻R1.。满足上述要求时，变阻器R2连入电路的阻值范围。分析过程：（3）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，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。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/50)=250；综合起来R0不能超过30欧。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R010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：选量程【滑动变阻器允许通过的最大电流-电流表量程】；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；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；得到替换电阻的选择范围RminR0Rmax，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 回到题目检验取舍例1、（2013年普陀区二模）在如图（a）所示的电路中，电源电压恒定保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“202A”，选用的电压表如图（b）所示，闭合电键S后电路中的电流为1安，电压表V1和V2的指针指在同一位置求：电阻R1两端的电压U1此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2现有阻值为2、5、8的电阻三个，请从中选择一个来替换电阻R1要求：在保持变阻器滑片P位置、电表量程不变的情况下，使两电压表指针在原来位置上偏转相同的角度，然后移动滑片P，电路中电流的变化量最大，且电路能正常工作第一，应选择的电阻阻值为_第二，满足上述要求时，电路中电流的变化范围（写明必要理由） 【答案】分析：由电路图知：电阻R1与电阻R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测R2的电压：（1）已知电阻R1阻值和电路中电流，利用U=IR计算电压；（2）电压表有两个量程，015V和13V，已知V1的示数和电路中电流，分两种情况分析V2的示数，结合公式P=UI计算滑动变阻器R2消耗的电功率；（3）两电压表指针在原来位置上偏转相同的角度，因为2、5、8的电阻都比R1=10欧姆的电阻小，则V1应左偏，V2右偏，偏转相同的角度，则意味着V1减小的值和V2增加的值是一样的，由此可得V2应该选择015V量程，从而知道电源电压，因为总电压不变，所以V1减小了多少，V2就增加了多少，偏转角度始终是一样的；因为滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，故只需根据欧姆定律解得最小电流即可解答：解：（1）U=IR，电阻R1两端的电压U1=I1R1=1A10=10V；（2）两电阻串联，I1=I2=1A，根据（1）知，U1=10V，故V1选择015V量程，即：当V1选择015V量程，V2选择015V量程时，U2=U1=10V，P2=U2I2=10V1A=10W；当V1选择015V量程，V2选择03V量程时，5U2=U1=10V，U2=2VP2=U2I2=2V1A=2W；（3）两电压表指针在原来位置上偏转相同的角度，因为2、5、8的电阻都比R1=10欧姆的电阻小，则意味着V1减小的值和V2增加的值是一样的，由此可得V2应该选择015V量程，即U2=10V，故电源电压U=U1+U2=10V+10V=20V；若R=2，R2=10，则电路中电流I=1.67A，故V2的示数U2=1.67A10=16.7V，超出15V量程，故2欧姆不符合要求；若R=5，R2=10，则电路中电流I=1.33A，故V2的示数U2=1.33A10=13.3V，没有超出15V量程，此时，UR=IR=1.33A5=6.65V，减小了3.35V；UR2=U-UR=20V-6.65V=13.35V，增加了3.35V，偏转了相同的角度；因为当Imin=0.8A时，U1=IminR1=0.8A5=4V，所以，此时U2=16V15V，超过了电压表V2的量程，故5欧姆不符合要求；若R=8，R2=10，则电路中电流I=1.11A，故V2的示数U2=1.11A10=11.1V，没有超出15V量程，此时，UR=IR=1.11A5=5.55V，减小了4.45V；UR2=U-UR=20V-5.55V=14.45V，增