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1、2020年中考物理专题复习之滑动变阻器相关计算班级_ 姓名_ 签字_一课堂学案1.在图甲所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S后，滑动变阻器滑片P由一端移动到另一端时，测得电阻R1两端电压U与通过R1的电流I的变化关系如图乙所示。求：(1)R1的阻值；(2)滑动变阻器R2的最大阻值；(3)若电压表所选量程为03V，为保障其安全，R2阻值允许变化范围。2.如图，电源电压为12V，R2是050的变阻器，合上S后，A表示数为0.5A，V表示数为5V，求 (1)R1的电阻和变阻器接入电路中部分的电阻分别是多少；(2)如果A表的量程是00.6A，V表的量程是03V，为了使电表不致被损坏，滑动变阻器接入电
2、路的阻值范围是多少？3.如图所示电路中，电源电压恒为12V，R1=20，滑动变阻器R2的最大值为60，小灯泡L的正常工作的电压为5V，电流表的量程(00.6A或03A)。只闭合S2时，电流表的示数为0.4A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求： (1)灯丝电阻；(2)只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器R2连入电路的阻值；(3)若电流表的量程为03A，当闭合S1、S2、S3，为保证不损坏电流表，变阻器R2的阻值可接入的范围是多少？4.如图所示的电路中，电源电压为5V且保持不变，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V，R1为滑动变阻器，R2=20，灯泡L标有“3V1.5W”字样(不考虑温
3、度对灯泡电阻的影响)。在仪表和灯泡安全工作的情况下，求： (1)开关S1断开、S2和S3闭合时，滑动变阻器R1消耗的最大功率；(2)开关S1闭合、S2和S3断开时，滑动变阻器R1允许的取值范围。二家庭作业5.如图所示，电源电压可调，小灯泡上标有“6V0.5A”的字样(小灯泡正常发光时电压为6V，电流为0.5A.不考虑温度对小灯泡电阻的影响)，电流表量程00.6A，电压表量程03V，滑动变阻器规格为“201A”。(1)电源电压调至8V，闭合开关S1和S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2V，此时电流表示数为0.6A，则小灯泡两端电压是多少？R0的阻值是多少？(2)电源电压调至7.5V，断开
4、开关S1，闭合开关S2，为了保证电路安全，求滑动变阻器的阻值变化范围。6.如图所示，电路中电源电压恒为4.5V，电压表量程为03V，电流表量程为00.6A，滑动变阻器的规格为“352A”，灯泡铭牌标有“3V0.9W”的字样(灯丝电阻不变)。闭合开关，调节滑动变阻器，在保证电路安全的情况下，求：(1)滑动变阻器阻值多大时其消耗的功率最大？(2)滑动变阻器阻值允许调节的取值范围。7.如图所示的电路中，电源电压恒为4.5V，电压表的量程为03V，电流表的量程为00.6A，滑动变阻器的规格为“201.5A”，小灯泡上标有“2.5V1.25W”字样(小灯泡电阻值随温度变化忽略不计)。求：(1)小灯泡正常
5、发光60s消耗的电能；(2)小灯泡正常发光的电阻；(3)在两电表的示数均不能超过所选量程、灯泡两端电压不超过额定电压和不损坏其它元件的情况下，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围。8.在如图所示的电路中，电源电压为16V不变，滑动变阻器R2上标有“272A”的字样，闭合开关S后，电流表的示数为1A，电压表的示数为5V求：(1)电阻R1的阻值；(2)电路中的最小电流；(3)在电压表和电流表不改变量程的情况下，为使电路正常工作，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。三详细答案1.【答案】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)由图甲可知，当电阻R2的滑片P
6、在最左端时，R2的阻值为0，电路中只有R1工作，此时电压表的示数最大，由图乙可知：由图乙可知，电路中的最大电流I大=0.6A，电压表V1的示数为6V，则电源的电压U=6V，由I=UR可得，定值电阻R1的阻值：R1=UI大=6V0.6A=10；(2)当电阻R2的滑片P在最右端时，R1与R2串联，滑动变阻器连入阻值最大，电路中电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.15A，电压表V的示数U1=1.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：U2=U-U1=6V-1.5V=4.5V，则滑动变阻器的最大阻值：R2=U2I小=4.5V0.15A=30；(3)R1与R2串联，由
7、(2)知，当R2=30时，电压表示数为1.5VUL，所以，灯泡正常发光时，电路中的电流最大，即I大=0.5A，此时电路中的总电阻：R总=UI大=7.5V0.5A=15，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R小=R总-RL=15-12=3，当电压表的示数UR大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，L两端的电压：UL=U-UR大=7.5V-3V=4.5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I=ULRL=UR大R，即4.5V12=3VR，解得：R=8，所以，滑动变阻器的阻值变化范围为38。答：(1)小灯
8、泡两端电压是6V，R0的阻值是80；(2)滑动变阻器的阻值变化范围为38。【解析】(1)闭合开关S1和S2，灯泡L与滑动变阻器R串联后再与R0并联，电流表测干路电流，电压表测R两端的电压，根据并联电路的电压特点和串联电路的电压特点求出小灯泡两端电压，灯泡两端的电压和额定电压相等时通过的电流的电流等于额定电流，根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流，根据欧姆定律求出R0的阻值；(2)断开开关S1，闭合开关S2，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，电源的电压大于灯泡的额定电压，则当灯泡正常发光时变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻
9、的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据串联电路的电压特点求出L两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出R的最大阻值，进一步得出答案。本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，正确的分析电路的连接方式是解题的关键。6.【答案】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)由P=UI=U2R可得，灯泡的电阻：RL=UL2PL=(3V)20.9W=10，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I=URL+R滑，滑动变阻器消耗的电功
10、率：P滑=I2R滑=(URL+R滑)2R滑=U2(RL+R滑)2R滑=U2RL2+2RLR滑+R滑2R滑=U2RL2-2RLR滑+R滑2+4RLR滑R滑=U2(RL-R滑)2R滑+4RL，所以，当R滑=RL=10时，滑动变阻器消耗的电功率最大；(2)由P=UI可得，灯泡的额定电流：IL=PLUL=0.9W3V=0.3A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为00.6A，变阻器允许通过的最大电流为2A，所以，电路中的最大电流I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R总=UI大=4.5V0.3A=15，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑小=R总-RL=15-
11、10=5，当电压表示数最大为U滑大=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-U滑大=4.5V-3V=1.5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的最小电流：I小=UL小RL=1.5V10=0.15A，滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R滑大=U滑大I小=3V0.15A=20，所以，滑动变阻器阻值允许调节的取值范围是520。答：(1)滑动变阻器阻值为10时其消耗的功率最大；(2)滑动变阻器阻值允许调节的取值范围是520。【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI=
12、U2R求出灯泡的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P=UI=I2R表示出滑动变阻器的电功率，然后根据表达式变形判断滑动变阻器的功率最大时接入电路中的电阻；(2)根据欧姆定律求出灯泡的额定电流，然后与电流表的量程以和滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，然
13、后得出滑动变阻器的阻值范围。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确得出滑动变阻器消耗的功率最大时接入电路中的电阻值是关键。7.【答案】解：由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)灯泡正常发光60s消耗的电能：W=P额t=1.25W60s=75J；(2)由P=UI可得，灯泡的额定电流：IL额=P额U额=1.25W2.5V=0.5A，由I=UR可得，灯泡的电阻：RL=U额IL额=2.5V0.5A=5；(3)因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为00.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A，所
14、以，为了保证各元件的安全，电路中的最大电流为Imax=0.5A；此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，由I=UR可得此时电路中的总电阻：R总最小=UImax=4.5V0.5A=9，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑最小=R总最小-RL=9-5=4；当电压表的示数最大为UR=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中电流最小；串联电路中总电压等于各分电压之和，则此时灯泡两端的电压：UL=U-UR=4.5V-3V=1.5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，Imin=ULRL=URRmax，即1.5V5=3VRmax，解得：Rmax=10，所以，滑动变
15、阻器R允许接入电路中的阻值范围是410。答：(1)小灯泡正常发光60s消耗的电能为75J；(2)小灯泡正常发光的电阻为5；(3)滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是410。【解析】由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)根据W=Pt即可求出消耗的电能；(2)知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；(3)比较灯泡的额定电流和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流；由于此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最
16、小阻值；当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，进一步得出滑动变阻器接入电路中阻值的范围。本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和功率公式的应用，关键是会根据电路中的电流确定滑动变阻器接入电路中的最小阻值，根据电压表的最大示数确定滑动变阻器接入电路中的最大阻值。8.【答案】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)由I=UR可得，电阻R1的阻值：R1=U1I=5V1A=5；(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的
17、电流最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流：I小=UR1+R2=16V5+27=0.5A；(3)由题意可知，电流表量程为03A，而滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，所以，为了保证电路的安全，电路中的最大电流I大=2A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：R=UI大=16V2A=8，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小=R-R1=8-5=3，当变阻器接入电路中的电阻最大为27时，电路中电流最小，电压表示数最小，各电路元件是安全的，所以变阻器R2的阻值范围为327。答：(1)电阻R1的阻值为5；(2)电路中的最小电流为0.5A；(3)滑动变阻器R2连入电路的阻值范围为327。【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)根据欧姆定律求出电阻R1的阻值；(2)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，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流；(3)根据滑动变阻器的铭牌可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R2的最小阻值，然后得出滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，正确的确定电路中的最大电流是关键。第9页，共9页