
类型1:动态电路计算
1.(2017·德州)如图甲,一种测量温度的电路。已知:电源电压为6V,R t是热敏电阻,阻值随温度变化的图象如图乙,电流表采用“0~0.3 A”的量程.
(1)当环境温度是40℃时,电流表的示数为0.2A,求:此时R t两端的电压、R0的阻值;
(2)该电路能测量的最高温度是多少?
2.(2017·江西)如图,电源电压可调,小灯泡上标有“6V 0.5A”的字样(不考虑温度对电阻的影响),电流表的量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器规格为“20Ω1A”.
(1)电源电压调至6V,闭合开关S1和S2,移动滑片,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6A,求:电压表示数、R0阻值。(2)电源电压调至8V,断开开关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.
解:(1)由图像,当温度是40℃时,R t=25Ω,U t=IR t=0.2A×25Ω=5V
U0=U-U t=6V-5V=1V,R0=
U0
I
=
1 V
0.2 A
=5Ω
(2)电流表量程“0~0.3A”,最大电流0.3A,此时,最小总电阻:R小=
U
I大
=
6 V
0.3 A
=20Ω
所以,R t小=R小-R0=20Ω-5Ω=15Ω,由图乙知,对应的最高温度为90 ℃.
解:(1)闭合开关S1和S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,灯泡正常发光时,电压表示数:U R=U-U L=6V-6V=0V 此时,I L=0.5A,所以,I0=I-I L=0.6A-0.5A=0.1A,由I=
U
R
可得,R0的阻值:R0=
U
I0
=
6 V
0.1 A
=60Ω(2)R L=
U L
I L
=
6 V
0.5 A
=12Ω
断开开关S1,闭合开关S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,因电源电压U′>U L,
所以,灯泡正常发光时,电路中的电流最大,即I大=0.5 A,
此时电路中的总电阻:R总=
U′
I大
=
8 V
0.5 A
=16Ω,滑变阻值:R小=R总-R L=16Ω-12Ω=4Ω
当电压表的示数U R大=3V时,滑变阻值最大,此时,U L′=U′-U R大=8V-3V=5V
电路中的电流:I小=
U L′
R L
=
U R大
R大
=
5 V
12 Ω
=
5
12
A,所以:R大=
UR大
I小
=
3 V
5/12A
=7.2Ω
所以,滑动变阻器的阻值变化范围为4~7.2 Ω.类型2:分类讨论计算
3.(2018·广东)如图1,定值电阻R1=30Ω,闭合开关时,整个电路正常工作,两电流表指针在同一位置,示数如图2。求:(1)电源电压U是多少?
(2)通过定值电阻R2的电流是多少?
(3)现用一个未知阻值的定值电阻R x替换R1或R2,替换后只有一个电流表示数发生了变化,请判断R x替换的是R1还是R2. (4)替换后,电流表示数减少了0.3 A,求:未知电阻R x的阻值.
4.(2018·兰州)如图甲,电阻R1=20Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”的字样,当滑片移至a端时,闭合开关,电流表的示数为0.3 A。
(1)求电源电压U;
(2)若将一只电压表并联接入该电路(A和B)、(B和C)、(A和C)中的某一部分两端,调节的滑片,使电压表的指针指在图乙位置,请指出电压表所有可能连接的位置,并求出滑动变阻器R2对应的电阻值.
解:(1)根据图2得I1=0.3A,I总=1.5A,U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V,电源电压U=U1=9V
(2)I2=I总-I1=1.5 A-0.3 A=1.2 A
(3)未知电阻R x替换的是R2
(4)由题意:I′总=I总-0.3 A=1.A-0.3A=1.2A,则I x=I′总-I1=1.2A-0.3A=0.9A,R x=
U
I x
=
9 V
0.9 A
=10Ω
解:(1)U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)电源电压为6 V,电压表只能选用小量程,其示数应为2V,则电压表不能接在AC间。
当电压表并联在AB两端时,U1′=2 V,则U滑=U-U1′=6V-2V=4V
根据串联分压规律:
U1′
U滑
=
R1
R滑
,即
2 V
4 V
=
20 Ω
R滑
解得:R滑=40Ω
当电压表并联在BC两端时,U滑′=2 V,则U1″=U-U滑′=6V-2V=4V,
根据串联分压规律:
U1″
U滑′
=
R1
R滑
,即:
4 V
2 V
=
20 Ω
R滑
,解得:R滑′=10Ω
综上可知,电压表可接在AB间,此时变阻器连入的电阻为40Ω。
电压表可接在BC间,此时变阻器连入的电阻为10Ω。
