人教必刷12 变化电路的计算-备战2020年中考物理必刷论述、计算80例（解析版）.doc

必刷12 变化电路的计算
求电阻的变化范围
例60．（2019·德阳）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90Ω，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?
【答案】（1）18V （2）6～20Ω （3）0.8A
【解析】
A、当闭合S和S2、断开S1、滑动变阻器的滑片移到中点时，R1与L串联，电流表测电路中的电流。
由于小灯泡恰好正常发光。根据灯泡L正常发光时的电压和额定电压相等，由图乙可知通过灯泡的电流即为电路的电流，根据欧姆定律求出变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
B、闭合S和S1、断开S2，R1与R2串联，为保证电流表的安全，根据电流表的量程可知电路中的最大电流，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出变阻器接入电路中的最小电阻；
C、闭合S和S2、断开S1，R1与L串联，当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时，根据串联电路的特点和P=UI得出灯泡的功率与电路中电流的表达式，解之即可判断电流表的示数大小。
（1）当闭合S和S2、断开S1、滑动变阻器的滑片移到中点时，R1与L串联，电流表测电路中的电流。
由于小灯泡恰好正常发光。则UL=8V，由图乙可知通过灯泡的电流IL=1A，
因串联电路中各处的电流相等，所以，由I=可得，滑动变阻器两端的电压：
U1=ILR1=1A××20Ω=10V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=UL+U1=8V+10V=18V；
（2）闭合S和S1、断开S2，R1与R2串联，电流表的量程为0～1.2A，为保证电流表的安全，则电路中的最大电流为1.2A；此时由I=可得最小总电阻为R最小= = =15Ω，
所以，根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知滑动变阻器的连入电路的最小阻值：
R1最小=R最小－R2=15Ω－9Ω=6Ω；则滑动变阻器的连入电路的电阻范围是6～20Ω。
（3）闭合S和S2、断开S1，R1与L串联，当滑动变阻器的阻值调到17.5Ω时，设此时电路中的电流为I；则灯泡两端的电压UL′=U－U1′=U－IR1′，
所以，灯泡的实际功率PL′=UL′I=（U－IR1′）I，即：3.2W=（18V－17.5Ω×I）I，
解得：I1=0.8A，I2= A（UL′=18V－17.5Ω×A=14V＞8V，即超过灯泡的额定电压，故舍去）
所以，电流表的示数为0.8A。
求定值电阻
例61． (2019·恩施)某体育运动中心为了研究蹦床运动员的训练情况，在蹦床上接入压力传感器，压力传感器所在电路如图23甲。已知某运动员质量为50kg，某次从距离蹦床一定高度处跳下的过程中，研究得到电路中两个电压表读数与电路中电流之间的关系如图23乙所示，压力传感器的电阻与所受压力之间关系如图23丙。试计算：
定值电阻R1的阻值
电源电压和定值电阻R2的阻值
当电路中电流达到最大时，运动员受到的合力为多少N？
【答案】（1）R1=1Ω（2）U=12V R2=2Ω（3）300N
【解析】（1）据图像a可得： R1=1Ω-------1分
结合电路和图像b可列方程：
U=10+1×R2 ①
U=4+4×R2 ②
计算可得电源电压U=12V-------1分
定值电阻的阻值R2=2Ω-------1分（如果R2采用其它解法，结果正确也可给分）
（3）分析知传感器电阻变为0时，此时两个电压表示数相等，电路中电流达到最大，由图像得Imax=4A-------1分，由图23丙可得弹簧对运动员的弹力F弹为800N-------1分
其所受合力F=F弹－G=800N－500N=300N-------1分
求电压
例62．(2019·上海)在图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“1A”字样。电键S闭合后，电压表V的示数为5伏。求：
①通过电阻R1的电流I1。
②电路正常工作10秒后，电流通过电阻R1做的功W1．移动滑动变阻器的滑片P，电源电压和电压表示数的比值最大为3，求电压表示数的最大值和最小值的差值。
【答案】①I1＝0.5A；②