1、中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178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
2、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
3、变阻器 R2 上标有“50 1A”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 题图中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 365081783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
4、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
5、；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“50 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，
6、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：中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178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-3
7、V)/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
8、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
9、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“50 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（4 0 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
10、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。第 4 题图 5在如图所示的电路中，R 1 的阻值为 20 欧，滑动变阻器 R2 标有“20 欧 1 安”的字样，电压表有“03中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178伏、015 伏”两个量程，电流表有“00.6 安、03 安”两个量程。移动滑动变阻器的滑片 p 至最左端，闭合电键 S，电流表示数为 0.3 安。求：现有三个定值电阻，分别为 4 欧、6 欧和 11 欧，设
11、想从中选择一个电阻来替换 R1，要求闭合电键 S，在移动滑动变阻器滑片 p 的过程中，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。 应选用 欧的电阻代替电阻 R1。 通过计算求出满足题目要求滑动变阻器 R2 的使用范围。第 5 题图 6在如图所示的电路中，电源电压为 12 伏且不变，电阻 R1 的阻值为 22 欧，滑动变阻器 R2 上标有“10 1A”字样。闭合电键 S，电流表的示数为 0.5 安。求：现设想用定值电阻 R0 来 替 换 电 阻 R1，要求：在移动滑动变阻器滑片 P 的过程中，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。 现有阻值为 16 欧的定值电阻，若用它替
12、换电阻 R1，请判断：_满足题目要求（选填“能”或“不能” ） 。若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围；若不能满足题目要求，通过计算说明理由。 满足题目要求的定值电阻 R0 的可能取值范围为_。第 6 题图 （三）只有两个电压表中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178把握住串联电路中影响电压分配的仅仅是电阻比，此类题型的难度不会很大，但是要注意对电表量程的可能性充分讨论，同时不忘对电路安全性进行检验（往往是电流满偏或是变阻器有最大电流）。7在如图所示的电路中，R 1 的阻值为 10 欧，两电压表的规格相同，电源电压
13、为 15 伏且保持不变，闭合电键 S后，电压表 Vl 的示数如图所示。求：若用标有“20 2A”字样滑动变阻器来替换电阻 R2，通过移动变阻器的滑片，使两电表能分别达到某量程的满刻度，且电路能正常工作。第一，要满足上述要求，两电压表量程的选择有 种组合。若有多种组合，请从中选择一组；若只有一种组合，请判断出：V l 表量程：0 V，V 2 表量程：0 V。第二，若再用电阻 R0 替换 R1 来满足上述要求，通过计算说明 R0 的可能取值范围为多少。 153第 7 题图（四）不要求电表“满偏”，而是达到某一特定值在理解满偏问题的基础上，将满偏条件换成题设条件中的非满偏讨论即可，但是要注意，在研究
14、电路安全时，依然要以某一电表达到题设要求，另一电表满偏为准。8在 图 （ a） 所 示 的 电 路 中 ， 电 源 电 压 为 18 伏 且 保 持 不 变 ， 滑 动 变 阻 器 R2 上 标 有 “50 2A”字 样 。 闭 合 电 键 S后 ， 电 流 表 A 与 电 压 表 V 的 示 数 如 图 （ b） 、 （ c） 所 示 。 求 ：现 用 定 值 电 阻 R0 来 替 换 电 阻 R1， 电 流 表 使 用 03A 量 程 ， 在 各 电 路 元 件 均 安 全 工 作 的 条 件 下 ， 要 求 每 次 改 变 变 阻 器滑片 P 的 位 置 ， 都 能 使 电 流 表 A
15、与 电 压 表 V 的 指 针 改 变 的 角 度 相 同 。（1）符合上述条件和要求时，电压表所用量程为 V， 定 值 电 阻 R0 的 阻 值 为 欧 。（2）符合上述条件和要求时 ， 变 阻 器 R2 连 入 电 路 电 阻 的 最 小 值 及 电 流 表 示 数 最 小 值 。第 8 题图9在如图所示的电路中，电源电压为 22 伏且保持不变，滑动变阻器 R2 上标有“50 2A”字样。闭合电键 S 后，中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178电流表 A 的示数为 0.4 安，电压表 V 的示数为 6 伏，求：请用定值电阻 R0
16、 来替换 R1。要求：选择不同的电表量程，移动变阻器的滑片 P，都能使电压表 V 的指针处于如图（b）所示位置，且电路能正常工作。第一，符合上述条件的定值电阻 R0 最小阻值为_欧，最大阻值为_欧。第二，满足上述要求时，若定值电阻 R0 分别取最小和最大阻值连入电路，在两种情况下各自电流的最小值（写必要理由） 。第 9 题图10在图所示的电路中，电源电压为 18 伏且保持不变，滑动变阻器 R2 上标有“50 1A”字样，两电压表的规格相同。闭合电键 S 后，电流表示数为 0.8 安，电压表 V2 的示数为 14V。求：请用定值电阻 R0 来代替电阻 R1。要求：移动变阻器的滑片 P，使电压表
17、V1 和 V2 的指针分别都能处于如图所示的位置，且电路正常工作。求：第一，符合上述条件的定值电阻 R0 的范围是_欧第二，满足上述要求时，若定值电阻 R0 分 别 取 最小和最大阻值连入电路， 在 两 种情况下各自电流表示数的最小值。 （写明必要理由） 153第 10 题图11如图所示的电路中，电源电压为 18 伏恒定不变，滑动变阻器 R2 上标有“50 1A”字样，闭合电键 S 后，电流表 A 的示数为 0.2 安，电压表 V 的示数 6 伏。求：中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178现用定值电阻 R0 来替换电阻 R1。第一，
18、在选择合适的电表量程后，使电压表 V 和电流表 A 的指针同时能达到图（a） 、 （b）所示位置，且电路能正常工作，求替换电阻 R0 的阻值。第二，在选择合适的电表量程后，移动变阻器滑片 P 的过程中，使电压表 V 和电流表 A 的指针分别能达到图（a） 、 （b）所示位置，且电路能正常工作，替换电阻 R0 的最小阻值为_欧，最大阻值为_欧。第 11 题图（五）综合运用12在如图所示电路中，电源电压为 18 伏，R 1 的阻值为 4 欧，电流表和电压表均为学校实验室常用电表，闭合电键后，电流表示数为 1.5 安。求：（1）电压表的示数 U1；（2）电路的总功率 P；（3）现从标有“50 1.5
19、A”和“20 2A”的滑动变阻器中选择一个来替换 R1 或 R2，要求：选择适当的量程，闭合电键后，移 动 变 阻 器 的 滑 片 ， 使 两 电 表 都 能 达 到 各 自 的 最 大 值 ， 且 电 路 能 正 常 工 作 。第一，请通过计算说明被替换的定值电阻是_（选填“R 1”或“R 2”） 。第二，替换后是否能满足的要求，若不能，请说明理由；若能，请写出选用的滑动变阻器，并计算出满足 中要求的滑动变阻器的使用范围。第 12 题图 13在如图所示的电路中，电源电压为 9 伏且不变，变阻器 R2 上标有“10 2A”字样。闭合电键 S，当滑片移动到某一位置时，电流表示数为 0.4 安，电
20、压表示数为 1 伏。求：中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178现可用 A：12 欧、B：18 欧的定值电阻来替换 R1，或用标有“20 欧 2 安”字样的滑动变阻器 C 替换 R2，要求：在移动变阻器滑片 P 的过程中，使电流表和电压表的示数分别能达到某个量程的最大值，且电路能正常工作。第一，满足上述要求时，电压表应选用 0_V 量程。第二，满足上述要求时，所选用替换 R1 或 R2 的元件：_ （选填字母）。第三，满足上述要求时，电压表示数的最小值（写明必要理由）。第 13 题图 14在如图（a）所示的电路中，电源电压为 18 伏
21、且不变。电阻 R1 的阻值 30 欧，滑动变阻器 R2 上标有“20 2A”字样。闭合电键 S，电压表的示数为 12 伏。若移动变阻器滑片 P 到某位置时，发现两电表中某一个表的指针达到满刻度，如图（b）或（c）所示。 求出此时两电表的示数； 现要求在移动变阻器滑片 P 时两电表的指针均能达到满刻度，如图（ b） 、 （c）所示，小华和小明拟采取如下办法：小华：用 5 欧的定值电阻替换电阻 R1。小明：用 25 欧的定值电阻替换电阻 R1。请判断：_的方法能满足要求（选填“小华” 、 “小明”或“小华和小明” ） 。满足题目要求时，滑动变阻器连入电路的阻值 R2 的值为 _欧。 继续移动变阻器
22、的滑片 P，直至电路中电流最小，则两电表指针偏转角度的变化量是_的（选填“相同”或“不相同” ） 。第 14 题图15在如图所示的电路中，电源电压为 18 伏且不变，电阻 R1 为 50 欧，滑动变阻器 R2 上标有“20 1A”的字样。闭合电键 S 后，电流表 A 的示数为 0.3 安。中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 36508178下表中设想了甲、乙、丙三种方案来替换电阻 R1 或变阻器 R2 中的一个。要求：在移动变阻器滑片 P 的过程中，需分别达到如图所示电流表、电压表的示数（可改变电表的量程） ，且此时电路能正常工作。（a）表中能满
23、足要求的方案序号是_。 （本空格不需要写解答过程）（b）求：分别达到图所示的电表示数时，变阻器 R2 所消耗的电功率 P2。第 15 题图序号 替换的方案甲 用 5 的定值电阻替换电阻 R1乙 用 20 的定值电阻替换电阻 R1丙 用“10 1A”的变阻器替换变阻器 R2【考点二】并联电路并联电路中往往研究电流表指针的偏转。一方面要注意区分干路电流和支路电流，并正确选取电表量程；另一方面，遇到电流表偏转角度相同时，巧妙利用比例求解很关键。16在如图所示电路中，电源电压不变。滑动变阻器 R2 上标有“50 欧 3 安”字样，当 S 闭合、S 1 断开，滑动变阻器的滑片 P 在最右端位置时，电流表
24、 A 的示数为 0.2 安；闭合电键 S1 后，电流表 A 的示数变化了 0.5 安。求：在移动滑片 P 的过程中，某同学发现两电流表的指针偏转快慢相同，在不超过电表量程的条件下，求 R2 消耗的最大功率？第 16 题图 17如图所示，R 2 为“50 2A”字样的滑动变阻器，闭合电键后，电压表 V 的示数为 6 伏，电流表 A1 的示数为中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 365081780.5 安，电流表 A2 的示数为 0.2 安。求：（1）请判断电表使用的量程：其中电流表 A1 的量程_安（选填“00.6 安”或“03 安” ） ，电压表
25、 V的量程_伏（选填“03 伏”或“015 伏” ） ；（2）在移动滑动变阻器滑片 P 的过程中，使两电流表的示数同时能达到各自的最大值，则应选用电阻值为_欧代替电阻 R1；（3）电阻 R1 替换后，在电路正常工作时滑动变阻器的阻值范围（写出计算过程） 。第 17 题图 18在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻 R1 为 10 欧，滑动变阻器 R2 上 标 有 “100 3A”字 样 。当电键 S 闭合时，电流表 A1 的示数为 0.8 安，电流表 A2 的示数为 0.2 安。求：现设想用定值电阻 R0 来 替 换 电 阻 R1，要求：在移动滑动变阻器滑片 P 的过程中，能使两电表的
26、指针偏离零刻度线的角度相同，且电路能正常工作。图（b）是电流表表盘示意图。 现有阻值为 20 欧的定值电阻，若用它替换电阻 R1，请判断：_满足题目要求（选填“能”或“不能” ） 。若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的阻值；若不能满足题目要求，通过计算说明理由。 满足题目要求的定值电阻 R0 的可能取值范围为_。01 23A00.2 0.40.6（b）（a）PR2A1R1A2S第 18 题图19在如图（a）所示的电路中，电源电压为 12 伏且不变。电阻 R1 的阻值为 30 欧，滑动变阻器 R2 上标有“50 中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教
27、务部 电话 365081781A”字样。闭合电键 S，电路正常工作。现用定值电阻来替换电阻 R1。要求：选择合适的电表量程，闭合电键，移动变阻器滑片 P，能使电流表 A1 与A2 的指针偏离零刻度线的角度恰好相同，如图（ b）所示，且电路能正常工作。 选用阻值为 10 欧的定值电阻 满足上述要求（选填“能”或“不能” ） 。 求出符合上述要求的定值电阻的阻值范围。 （写出计算过程）第 19 题图（二）综合运用20在如图所示的电路中，电阻 R1 的阻值为 20 欧，滑动变阻器 R2 上标有“10 2A”字样。闭合电键 S，电流表 A 的示数为 0.9 安。若电源电压可变，电流表 A 选接“03A
28、”量程。现用定值电阻 R0 替换 R1，要求：电源电压取 6 12 伏之间某一值，在移动变阻器滑片 P 的过程中，电流表 A 的指针能达到满刻度处。 第一，现有阻值为 10 欧和 15 欧的两个电阻，满足上述要求时应选择的电阻阻值为_欧。第二，满足上述要求时替换的定值电阻 R0 的取值范围为_欧至_欧。第 20 题图 21在如图所示电路中，电源电压保持不变，电流表的量程分别为 00.6 安和 03 安，电压表的量程分别为 03 伏和 015 伏，电阻 R1 和 R2 的阻值分别为 24 欧和 120 欧。求：中小学培优 赛宁教育教学讲义 赛宁教育 永远视教育质量为生命 赛宁教育教务部 电话 3
29、6508178现用阻值不同的电阻 R3 替换 R2，替换后要求：通过控制电键的断开或闭合，使电流表或电压表的示数分别达到某个量程的最大值，且两个电阻都有电流通过，请通过计算求出符合上述要求的所有可能的定值电阻 R3 的阻值。第 21 题图 【考点三】替换电源2013 杨浦、崇明 22. 在图 17 所示电路中，R 1=20 欧，滑动变阻器 R2 标有“50 欧，2 安”字样，闭合电键 S，在电压表、电流表的量程均不改变的情况下，移动变阻器滑片 P 至中点，电流表示数如图 18 所示，（1）求此时电压表示数，请在电压表中标出量程及大小。（2）求移动滑动变阻器滑片的过程中，电路的最大总功率。（3）用新的电源去替换原来的电源，要求，在移动滑动变阻器滑片的过程中，两电表分别能达到原量程的满刻度，且电路正常工作。求：满足上述要求替换电源的电压（求电源电压范围） 。01 23A00.20.40.60.6 3- V05 101501 233 15-SR1APR2V图 17 图 18
