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动态电路之取值范围计算 (2020年九年级物理强化训练及答案)

来源:知库网
动态电路之取值范围计算及答案

1.(2019通辽,15)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是( )

A.电源电压为9V

B.滑动变阻器的最大阻值为14Ω C.小灯泡的额定功率为8W

D.电路总功率的变化范围为8W~12W

2.(2019龙东,15)在如图所示的电路中,电源电压为4V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,小灯泡标有“2V 1W”字样(灯的电阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )

A.小灯泡的最小功率为0.36W B.电压表的示数范围是1~3V

C.滑动变阻器接入电路中的阻值范围是4~12Ω D.电路总功率变化范围1~2W

3.(2019威海,12)如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“15Ω,1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( )

A.当水流速度增大时,电压表的示数变大

B.当水流速度减小时,电压表与电流表的示数之比变大

C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω D.电路消耗总电功率的变化范围为1.35W~4.05W

4.(2019东营,10)如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )

A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大 B.电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25A C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50Ω D.电路的最大电功率是2.5W

5.(2019淄博,15)如图所示,电源电压为12V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,L1和L2分别标有“6V 3W”和“6V 9W”的字样,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下(不考虑温度对灯丝的影响),下列说法正确的是

A. L2能正常发光

B. 滑动变阻器接入电路的最小阻值是8Ω C. 电流表示数的变化范围是0~0.5A D. 电路消耗的最大功率是12W

6.(2019宿迁,10)如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样:滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是( )

A.电路中电流不超过0.6A B.R1两端电压不超过3V

C.滑动变阻器连入电路的阻值在10--20Ω范围内变化 D.电路的总功率在1.8--3W范围内变化

7.(2019泰安,14)如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡标有“3V 1.5W”字样,不考虑灯泡电阻随温度的变化,滑动变阻器R的最大阻值为24Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时小灯泡正常发光。为了保证电路安全,小灯泡电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。下列说法中 ①电源电压为4.5V

②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~12Ω ③小灯的最小功率为0.135W ④电路的最大功率2.25W

A.只有①③正确

B.只有①②正确 D.①②③④都正确

C.只有①②④正确

8.(2019枣庄,11)在如图所示的电路中,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程0~3V,电流表量程0﹣0.6A,滑动变阻器R的规格是“10Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 0.5A”字样,若闭合开关S,两电表示数均不超过所选的量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )

A.电流表的示数变化范围0.3A~0.6A B.灯泡消耗的最小功率为0.9W C.电路消耗的最大总功率为2.7W

D.滑动变阻器允许调节的阻值范围是4Ω~10Ω

9.(2019齐齐哈尔,13)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“30Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )

A.电路中最大电流为0.6A B.电路的最大功率为2.25W

C.电压表示数变化范围为1~3V

D.滑动变阻器阻值变化范围为3~30Ω

10.(2019鸡西,15)在如图所示的电路中,电源电压为4V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,小灯泡标有“2V 1W”字样(灯的电阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )

A.小灯泡的最小功率为0.36W B.电压表的示数范围是1~3V

C.滑动变阻器接入电路中的阻值范围是4~12Ω D.电路总功率变化范围1~2W

11.(2019安顺,18)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W“的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.求: (1)小灯泡正工作时的电阻是多少?

(2)只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.25W.此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少?

(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?

12.(2019德州,27)如图(a)所示电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V0.5A”字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器R1的最大阻值20Ω.只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压

表示数关系如图(b)所示。

求:

(1)小灯泡的额定功率;

(2)电源电压及定值电阻R2的阻值;

(3)只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图(c)所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围。

13.(2019潍坊,26)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:

(1)电源电压;

(2)滑动变阻器R3的最大阻值;

(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围。

14.(2019荆州,35)如图所示,电源电压恒为 4.5V,灯泡 L 上标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器 R2 上标有“15Ω 1A”字样,定值电阻 R1 阻值为 10Ω,电流表量程为 0—3A,电压表量程为 0—3V,不计温度对灯丝电阻的影响.

求:(1)灯泡正常工作时电阻为多大;

(2)当开关 S、S1、S2 闭合,S3 断开时,电路最小总功率为多大;

(3)当开关 S、S3 闭合,S1、S2 断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器 R2 的取值范围 15.(2019南充,25)如图,电源电电压不变,定值电阻R1=6Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2的规格为“40Ω 1A”,闭合开关后,当滑片P置于M点时,电流表示数为0.3A,当滑片P置于N点时,电流表示数变化了0.1A,且滑动变阻器连入电路中的阻值

RM1。 RN2

(1)求定值电阻R1前后两次电功率之比; (2)求电源电压;

(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围。

16.(2019德阳,22)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8V”字样,电流表的量程为0~1.2A,如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2的阻值为9Ω,当闭合S和S2、断开S1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰好正常发光。求:

(1)电源电压是多少?

(2)闭合S和S1、断开S2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少?

(3)闭合S和S2、断开S1,当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时,这时小灯泡的功率为3.2W,此时电流表的读数为多少?

17.(2019鄂州,24)某同学利用如图甲所示的电路进行探究,电源电压恒为9V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。则

(1)该同学探究的是___的关系;

(2)五次记录实验数据中,电压表的示数为_________-?滑动变阻器阻值变化范围是________?

18.(2019菏泽,27)如图所示,将标有“2.5V 0.625W”字样的小灯泡接入电源电压4.5V(电压保持不变)电路中,为调节灯泡亮度,在电路中串联一个滑动变阻器,两个电压表的量程都是3V。

(1)移动滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,灯泡正常发光时的电阻是多大? (2)在小灯泡正常发光的情况下,通电5分钟,滑动变阻器消耗的电能是多少?

(3)为保证两个电压表两端的电压不超过3V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是多少?(假定灯丝电阻保持不变)

参考答案

1.(2019通辽,15)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是( )

A.电源电压为9V

B.滑动变阻器的最大阻值为14Ω C.小灯泡的额定功率为8W

D.电路总功率的变化范围为8W~12W

【答案】B

2.(2019龙东,15)在如图所示的电路中,电源电压为4V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,小灯泡标有“2V 1W”字样(灯的电阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )

A.小灯泡的最小功率为0.36W B.电压表的示数范围是1~3V

C.滑动变阻器接入电路中的阻值范围是4~12Ω D.电路总功率变化范围1~2W 【答案】CD。

3.(2019威海,12)如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“15Ω,1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( )

A.当水流速度增大时,电压表的示数变大

B.当水流速度减小时,电压表与电流表的示数之比变大 C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω D.电路消耗总电功率的变化范围为1.35W~4.05W 【答案】BC

4.(2019东营,10)如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )

A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大 B.电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25A C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50Ω D.电路的最大电功率是2.5W 【答案】B

5.(2019淄博,15)如图所示,电源电压为12V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,L1和L2分别标有“6V 3W”和“6V 9W”的字样,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下(不考虑温度对灯丝的影响),下列说法正确的是

A. L2能正常发光

B. 滑动变阻器接入电路的最小阻值是8Ω C. 电流表示数的变化范围是0~0.5A D. 电路消耗的最大功率是12W 【答案】B

6.(2019宿迁,10)如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样:滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是( )

A.电路中电流不超过0.6A B.R1两端电压不超过3V

C.滑动变阻器连入电路的阻值在10--20Ω范围内变化 D.电路的总功率在1.8--3W范围内变化 【答案】D 7.(2019泰安,14)如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡标有“3V 1.5W”字样,不考虑灯泡电阻随温度的变化,滑动变阻器R的最大阻值为24Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。当开关S闭合后,滑动

变阻器R接入电路的电阻为3Ω时小灯泡正常发光。为了保证电路安全,小灯泡电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。下列说法中 ①电源电压为4.5V

②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~12Ω ③小灯的最小功率为0.135W ④电路的最大功率2.25W

A.只有①③正确

B.只有①②正确 D.①②③④都正确

C.只有①②④正确 【答案】C

8.(2019枣庄,11)在如图所示的电路中,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程0~3V,电流表量程0﹣0.6A,滑动变阻器R的规格是“10Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 0.5A”字样,若闭合开关S,两电表示数均不超过所选的量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )

A.电流表的示数变化范围0.3A~0.6A B.灯泡消耗的最小功率为0.9W C.电路消耗的最大总功率为2.7W

D.滑动变阻器允许调节的阻值范围是4Ω~10Ω 【答案】D

9.(2019齐齐哈尔,13)如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“30Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )

A.电路中最大电流为0.6A B.电路的最大功率为2.25W

C.电压表示数变化范围为1~3V

D.滑动变阻器阻值变化范围为3~30Ω 【答案】BD

10.(2019鸡西,15)在如图所示的电路中,电源电压为4V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,小灯泡标有“2V 1W”字样(灯的电阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )

A.小灯泡的最小功率为0.36W B.电压表的示数范围是1~3V

C.滑动变阻器接入电路中的阻值范围是4~12Ω D.电路总功率变化范围1~2W 【答案】CD。

11.(2019安顺,18)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W“的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.求: (1)小灯泡正工作时的电阻是多少?

(2)只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.25W.此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少?

(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?

解:(1)灯泡L标有“4V,1.6W”字样表示灯的额定电压为4V,额定功率为1.6W,根据P=UI=

可得:

灯泡的电阻RL===10Ω;

(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,由于变阻器和R2并联,则电流表测总电流I=0.5A,

根据P=UI=U=

得电源电压:

=5V;

则通过R2的电流, I2=

=0.25A;

由并联电路电流的规律,通过动变阻器R1的电流: I1=0.5A﹣0.25A=0.25A,

由I=可得R1接入电路中的阻值为: R1=

=20Ω;

(3)只闭合开关S和S1,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,根据P=UI,灯正常工作时的电流: IL=

=0.4A,

电流表量程为0~0.6A,根据串联电路电流的规律,电路中的最大电流为I最大=0.4A,此时灯正常发光,由欧姆定律和电阻的串联规律,变阻器有最小阻值;

由串联电路电压的规律和欧姆定律,滑动变阻器R1的最小阻值: R滑小=

﹣RL=

﹣10Ω=2.5Ω;

因电压表的量程为0~3V,电压表的最大示数为U最大=3V时,变阻器连入电路中的电阻最大, 根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知: 灯泡两端的最小电压UL最小=5V﹣3V=2V,

由图乙可知,此时通过灯的电流为电路中的最小电流,则I最小=0.25A, 由欧姆定律和串联电路电流的规律,变阻器连入电路中的最大电阻: R滑大=

=12Ω,

故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。 【答案】(1)小灯泡正常工作时的电阻是10Ω;

(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω;

(3)在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。

12.(2019德州,27)如图(a)所示电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V0.5A”字样,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器R1的最大阻值20Ω.只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图(b)所示。

求:

(1)小灯泡的额定功率;

(2)电源电压及定值电阻R2的阻值;

(3)只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图(c)所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围。

解:(1)小灯泡的额定功率:P额=U额l额=4V×0.5A=2W;

(2)只闭合开关S、S1,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图(b)所示。 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压:U=U1+IR2, 在图(b)中取两组数据代入公式,可得: U=3.0V+0.2A×R2 ﹣﹣﹣﹣①

U=1.0V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣②

联立①②解得U=5V,R2=10Ω;

(3)只闭合开关S和S2,灯泡L串联和滑动变阻器R1串联,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,

由串联电路的分压规律可知,当电压表示数最大为3V时,R1接入电路的电阻最大, 此时小灯泡两端电压为:UL=U﹣U1大=5V﹣3V=2V, 由图(c)可知电路中最小电流:I最小=0.4A,

则R1接入电路的最大电阻:R1大7.5Ω;

灯泡L正常工作时电流:I最大=0.5A<0.6A(电流表安全),灯泡L正常工作时的电压为4V, 此时滑动变阻器两端的电压:U1小=U﹣UL额=5V﹣4V=1V,

则R1接入电路的最小电阻:R1小

所以R1允许的取值范围是2Ω~7.5Ω。 答:(1)小灯泡的额定功率为2W;

2Ω,

(2)电源电压为5V,定值电阻R2的阻值为10Ω;

(3)只闭合开关S和S2,滑动变阻器R1允许的取值范围为2Ω~7.5Ω。

13.(2019潍坊,26)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:

(1)电源电压;

(2)滑动变阻器R3的最大阻值;

(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围。

解:(1)由可得,灯泡的电阻:,

只闭合开关S2时,灯泡R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压, 因串联电路中各处的电流相等,

所以,电路中的电流:

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电源的电压:

U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;

(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻R2与R3的最大阻值并联,电流表A2测干路电流, 此时电路的总电阻:

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,

所以,

解得:R3=30Ω;

(3)只闭合开关S3时,灯泡R1与滑动变阻器R3串联,电流表A1测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,

当电压表的示数R1′=3V时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1的功率最小,

此时电路中的电流:,

则灯泡的最小功率:

P1小=I小R1=(0.15A)×10Ω=0.225W,

所以,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W。 答:(1)电源电压为6V;

(2)滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω;

(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W。

14.(2019荆州,35)如图所示,电源电压恒为 4.5V,灯泡 L 上标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器 R2 上标有“15Ω 1A”字样,定值电阻 R1 阻值为 10Ω,电流表量程为 0—3A,电压表量程为 0—3V,不计温度对灯丝电阻的影响.

2

2

求:(1)灯泡正常工作时电阻为多大;

(2)当开关 S、S1、S2 闭合,S3 断开时,电路最小总功率为多大;

(3)当开关 S、S3 闭合,S1、S2 断开时,在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器 R2 的取值范围 解:(1)灯泡正常工作时电阻

(2)当开关 S、S1、S2 闭合,S3 断开时,灯泡 L 被短路,定值电阻 R1 与滑动变阻器R2 并联 当滑动变阻器 R2 阻值最大为 15Ω时,电路总电流最小,电路总功率最小 通过 R1的电流 I1=U/R1=4.5V/10Ω=0.45A

通过滑动变阻器R2的电流 I2=U/R2=4.5V/15Ω=0.3A)

电路最小总功率 P最小=U×(I1+I2)=4.5V×(0.45A+0.3A)=3.375W

(3)当开关S、S3闭合,S1、S2 断开时,R1断路,灯泡L与滑动变阻器 R2串联,电压表测滑动变阻器 R2 两端电压 灯泡额定电流I额=P额/U额=1.5W/3V=0.5A

因为灯泡额定电流 I额=0.5A,电流表量程为 0~3A,滑动变阻器标有“15Ω 1A”字样.所以在确保电路元件安全的情况下,电路中最大电流为 I最大=0.5A,此时滑动变阻器 R2 阻值最小 电路最小总电阻R最小=U/I最大=4.5V/0.5A=9Ω 滑动变阻器R2最小阻值 R2最小=R最小-RL=9Ω-6Ω=3Ω

因为电压表量程为 0~3V,所以在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器两端电压最大为 U2=3V 时,滑动变阻器阻值最大,此时电路中电流 I最小=(U-U2)/RL=(4.5V-3V)/6Ω=0.25A 滑动变阻器R2最大阻值 R2最大=U2/I 最小=3V/0.25A=12Ω

综上所述滑动变阻器的阻值范围为 3Ω~12Ω

15.(2019南充,25)如图,电源电电压不变,定值电阻R1=6Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2的规格为“40Ω 1A”,闭合开关后,当滑片P置于M点时,电流表示数为0.3A,当滑片P置

RM1。 于N点时,电流表示数变化了0.1A,且滑动变阻器连入电路中的阻值

RN2

(1)求定值电阻R1前后两次电功率之比; (2)求电源电压;

(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围。

解:(1)滑片由M点滑到N点,电阻变大,电路中的电流减小,所以滑片P置于N点时电路中的电流:

IN=IM﹣0.1A=0.3A﹣0.1A=0.2A,

定值电阻R1前后两次电功率之比:

PMIM2R1(0.3A)2=9:4 PNIN2R1(0.2A)2(2)滑片P置于M点时,电源电压U=IM(R1+RM), 滑片P置于N点时,电源电压U=IN(R1+RN), RN=2RM, 所以0.3A×(R1+RM)=0.2A×(R1+2RM), 解得RM=R1=6Ω, 电源电压:

U=IM(R1+RM)=0.3A×(6Ω+6Ω)=3.6V;

(3)根据电流表量程和滑动变阻器规格可知,电路中的最大电流为I大=0.6A, 由欧姆定律可得,电路总电阻:

R=U3.6V6 I大0.6A滑动变阻器连入电路的最小阻值:

R滑小=R﹣R1=6Ω﹣6Ω=0Ω;

电压表的量程为0~3V,滑动变阻器两端的最大电压U滑=3V,

R1两端的电压U1=U﹣U滑=3.6V﹣3V=0.6V,

根据串联电路的分压特点可知:解得R滑大=30Ω,

U1R0.6V6=1== U滑R滑大3VR滑大所以在不损坏元件的情况下,滑动变阻器的取值范围为0Ω~30Ω。

16.(2019德阳,22)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8V”字样,电流表的量程为0~1.2A,如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2的阻值为9Ω,当闭合S和S2、断开S1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰好正常发光。求:

(1)电源电压是多少?

(2)闭合S和S1、断开S2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少?

(3)闭合S和S2、断开S1,当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时,这时小灯泡的功率为3.2W,此时电流表的读数为多少?

解:(1)当闭合S和S2、断开S1,滑片移到中点时,R1 与L串联,电流表测电路中的电流。由于灯泡L正常发光时的电压是:UL =8V,

由图乙知道此时通过灯泡的电流是:IL =1A,

因为串联电路中各处的电流相等,所以,由欧姆定律知道,滑动变阻器两端的电压是:U1 =IL R1 =1A×又因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压是:U=UL +U1 =8V+10V=18V;

(2)闭合S和S1、断开S2时,R1 与R2 串联,电流表测电路中的电流,由于电流表的量程为0~1.2A,所以,电路中的最大电流是1.2A,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小为R1小,由欧姆定律知道,电路中的电流是:

1×20Ω=10V, 2IU18V1.2A ,解得R1小=6Ω,所以滑动变阻器的取值范围是6~20Ω; R9R1小(3)根据题意知道,闭合S和S2、断开S1,当滑动变阻器的阻值调到R1=17.5Ω时,这时小灯泡的功率是:

P2=3.2W,设此时电流表的示数是I,则U=U1+U2,即UIR1意,舍去),即此时电流表的读数是0.8A。

P28 ,代入数据解得:I1=0.8A I2=A(不合题I3517.(2019鄂州,24)某同学利用如图甲所示的电路进行探究,电源电压恒为9V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图象。则

(1)该同学探究的是___的关系;

(2)五次记录实验数据中,电压表的示数为_________-?滑动变阻器阻值变化范围是________?

解:(1)由图乙可知,通过定值电阻的电流随其阻值的变化而变化,但电流和电阻的乘积不变,所以,该同学探究的是电流与电阻的关系;

(2)由图乙可知,五次记录实验数据中,UxIRx=1.0A×5Ω=-----0.2A×25Ω=5V,即电压表的示数为5V;当

Rx=5Ω时电路中的电流I=1.0A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由

IUR可得,此时电路的总电阻:

R总总U9V9ΩI1.0A,因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑=R-Rx=9Ω-5Ω=4Ω;当Rx′=25Ω时电路中的电流I′=0.2A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路的

'R总总电阻:

U9V45ΩI0.A,则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑′=R总′-Rx′=45Ω-25Ω=20Ω,所以,

滑动变阻器阻值变化范围是4Ω~20Ω。

18.(2019菏泽,27)如图所示,将标有“2.5V 0.625W”字样的小灯泡接入电源电压4.5V(电压保持不变)电路中,为调节灯泡亮度,在电路中串联一个滑动变阻器,两个电压表的量程都是3V。

(1)移动滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,灯泡正常发光时的电阻是多大? (2)在小灯泡正常发光的情况下,通电5分钟,滑动变阻器消耗的电能是多少?

(3)为保证两个电压表两端的电压不超过3V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是多少?(假定灯丝电阻保持不变)

解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压。

(1)由 可得,灯泡正常发光时的电阻: ;

(2)因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡正常发光, 所以,电路中的电流:, 因

串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,滑动变阻器两端的电压: UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V, 则通电5分钟,滑动变阻器消耗的电能: WR=URIt=2V×0.25A×5×60S=150J;

(3)为保证两个电压表两端的电压不超过3V,小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下, 当灯泡正常发光时,

电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小, 则;

当电压表V2的示数UR大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大, 此时灯泡两端的电压: UL小=U-UR大=4.5V-

3V=1.5V, 此时电路中的电流:解得:R大=20Ω,

所以,滑动变阻器允许的取值范围是8Ω~20Ω。

答:(1)灯泡正常发光时的电阻是10Ω; (2)在小灯泡正常发光的情况下,通电5分钟,滑动变阻器消耗的电能是150J; (3)滑动变阻器允许的取值范围是8Ω~20Ω。

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