青海省青海大学附属第三中学九级物理《滑动变阻器》解析新人教版

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1、用心爱心专心1 青海省青海大学附属第三中学九年级物理滑动变阻器解析新人 教版 分析:首先,我们要注意题意所说的“从亮到熄灭”这四个字。既要满足这四个字,又要使 电路不能出现短路或烧毁电源等故障。 对于 A项,当滑片 P向左滑动时,确实可能使电灯L 调到熄灭,但是P滑到最左端时,在灯 泡熄灭的同时,整个电路就要发生短路,电源会被烧毁。 对于 B项,从图中可以看出,无论怎样移动滑片,电灯 L 只做明亮或暗淡的变化,绝对不会 熄灭。 对于 C项,滑片P滑到最右端时,电灯L 会熄灭,但电源也会短路,会烧毁。 滑片 P滑到最左端时,灯泡会因为短路而不亮。无论怎样滑,灯都不会亮。 对于 D项,当滑片P移到

2、最右端时,导线将电灯L 短路,电灯就要熄灭。 例 2、如下图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案中,你认为可能达到目的的方 案是: C 分析: 题中要用滑动变阻器调节灯泡的亮度,又不能使电路出现差错,对于 A项,无论滑片 在最下面,中间,还是最上面,无论怎样移动滑片,灯泡都被短路,不会亮,所以可以排除 A项。 对于 D项,无论怎样移动滑片,滑动变阻器和灯泡都被短路,灯泡都不会亮。 对于 B项,滑动变阻器采用了三个接线柱,由 B图可知, 滑动变阻器连入电路的部分与灯泡 并联,灯泡的亮度不会发生改变。所以也可排除B项。而且, B图中滑片滑到最下端时,灯 泡 可能被短路,电源会烧坏。 例 3、

3、滑动变阻器的两大用途(限甲图流,乙图分压) L L L L A B C D P R R1 P R R1 用心爱心专心2 在甲图中,当滑片P在最左端时, R1两端的电压最大,当滑片P在最右端时,R1两端的电 压最小,这个最小值为U( R R1) R1 在乙图中,当滑片P在最左端时, R1两端的电压为电源电压,当滑片P在最右端时, R1两 端的电压为0,很显然,图乙的连接方式可以使电阻R1 两端的电压调节范围更广,可以使 R1两端电压的调节效果更明显。 例 4、用滑动变阻器可以控制通过电路中某一电阻 的电流,那么,是否能够控制这个电阻两端的电 压呢?请你设计出一个电路,试一试。 分析:当将滑动变阻

4、器的一部分与电阻R1并联时, 就可以控制R1两端的电压大小。 (实际电路如右图所示) 例 5、我们都知道, 当把滑动变阻器连入电路中时,可以通过移动滑片来改变电路中的电阻, 从而改变电路中的电流,使连在电路中的灯泡变亮或者变暗,那么, 能做到使一个灯泡变亮 的同时另一个灯泡变暗吗?想一想,试着作出电路图。(左图为限流式,右图为分压式) 分析: 在左图中,滑片将变阻器分成R1和 R2两个部分, 灯 L1 和 L2 在两个支路里,当滑片 P向右移动时,与灯L1 串联的 R1增大,因而通过灯L1 的电流反而减小,灯L1 变暗,与灯 L2 串联的电阻R2减小,因而通过L2 的电流增大,灯L2 变亮。

5、在右图中,滑片向右移动时,R1变大,分压变大,灯L1 变亮。 R2 变小,分压变小, 灯 L2 变暗。 欧姆定律一章中的滑动变阻器题型 例 1、如图所示电路,电源电压为9V,R1 7,滑动 变阻器 R2的最大阻值为30,若电流表采用0 至 0.6A 量程,电压表采用0 至 3V 量程,为了不使电流表和电 压表损坏,求滑动变阻器R2的取值范围。 解: (1)要保证两表都不损坏,应该先确定以哪只表为 最低标准,当电压表示数为3V时,设整个电路中的电 流为 I3 ,则 I3 3V7 0.43A,电流表不会烧坏。 当电流表的示数是0.6A 时, R1两端的电压为U1 ,则: U1 0.6A 7 4.2

6、V 此时不符合题意,电压表超过量程,可能会烧坏。 经过上述计算, 现在只能取电压表的最大量程3V 为依据, 当电压表的最大量程为3V时,滑 动变阻器两端的电压最小,设R2两端的最小电压为U2,则: U2 9V3V6V,设滑动变阻器接入电路的最小电阻为R2,则根据欧姆定律,可得: U1 R1U2 R2,所以 R2 U2 R1 U1 6V7 3V14 故滑动变阻器R2的取值范围为14 至 30 甲 乙 P R R1 L1 L2 R2R1 S R2R1 L1 L2 S R1 A S a R2b V 用心爱心专心3 注意:例1 和例 2 是不同的,电压表测的对象不一样! 例 2、如图所示,电流表量程为

7、0 至 0.6A ,电压表量程为0 至 15V,电阻 R130,电源电 压 24V 恒定不变, 当滑动变阻器连入电路的电阻太小时,电路中电流会超过电流表量程,当 滑动变阻器R2连入电路 的电阻太大时,R2两端的电压会超过电压表的量程。 求:在不超过电流表、电压表量程的情况下,滑动变 阻器连入电路的电阻的变化范围。 解法一:设滑动变阻器连入电路的电阻为R,我们使 用一个简章的方法来列一个不等式方程组,如下: 24V( R R1) 0.6A (1) 24V( RR1) R15V (2) 代入 R130,解( 1) (2)两个方程组可得10 R50 注意:不能把( 2)式列成: 0.6 R15V。因

8、为当电压表的示数为15V 时,电流表的示数 不一定为0.6A 解法二:当电流表的示数最大时,R2连入电路中的电阻最小,设最小值为R3 , 当电压表的示数最大时,R2连入电路中的电阻最大,设最大值为R4 ,则: 当 I 0.6A 时, UI (R3R1) ,R3UI R124V0.6A30 10 当电压表的最大示数U2为 15V时,设此时电路的电流为I2 ,则: I2 U2R4 ( UU2 ) R1 ( 24V15V) 30 0.3A R4 U2I2 15V0.3A 50 例 3、如图所示,电源两端电压不变。闭合开关,滑动变阻器滑片P在某两点之间滑动时, 电流表的示数在1A2 A 之间变化。电压

9、表示数在6V9V 之间变化。则定值电阻R的阻值 及电源两端的电压分别是C A.3 15V B.6 15V C.312V D.6 12V 解:设电源电压为U ,定值电阻的阻值为R,则: (U9V) R1 安(1) (U6V) R2 安(2) 解( 1)和( 2)两个二元一次方程,可得 R3, U 12V 例 4、如图所示,电源两端电压不变,当开关S闭合后,移动滑片P,改变滑动变阻器接入 电路的阻值,使电压表的示数从6V变至 2V,同时观察到电流表的示数从0.5A 变至 1A,则 定值电阻R0的阻值和电源 电压分别为: 8、 10V 解:设电源电压为U ,R1的阻值为R,则: (U6V) R0.5

10、A (1) (U2V) R1A (2) 解( 1)和( 2)两个二元一次方程,可得 R8, U 10V 例 5、滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在1A 至 2A 之间,电压表的 示数范围在6V 至 9V之间,则定值电阻R的阻值及电源电压分别是: R1 A S R2 V R0 A S R V R A S P V 用心爱心专心4 3、 12V 解: 1A与 9V是对应的, 2A与 6V 是对应的, 设电源电压为U,定值电阻的阻值为R,则: R( U9V) 1A (1) R( U6V) 2A (2) 解( 1) (2)两式可得R3, U12V 例 6、如图所示,电源两端电压不变,当

11、开关 S闭合后,移动滑片P,当滑动变阻器接入电路的阻值为R 4 时,电压表的示数为6V,当 滑动变阻器接入电路的阻值为R时,电压表的示数为3V,则前后两次通过定值电阻R0 的电 流之比为( 2:1) ,电源电压为(9V) 解法一:设第一次电流为I1 ,第二次电流为I2 ,则: I1 6VR0 ( 1) I2 3VR0 ( 2) 由( 1) 、 (2)两式可得:I1 :I2 2:1 当变阻器接入电路中的电阻为R 4 时, R0两端的 电压为 6 伏,设此时电路中的电流为I1 ,电源电压为 U总,则: I1 6VR0, U总 6VI1 ( R4) 6V( 6VR0)( R4) 当变阻器接入电路中的

12、电阻为R时, R0两端的电压为3 伏,设此时电路中的电流为I2 ,电 源电压为U总,则: I2 3VR0, U总 3VI2 R3V( 3VR0 ) R,又因为两次电压相等,即: 6V( 6VR0)( R4) 3V( 3VR0) R,可推出R: R02: 1 U总 3V( 3VR0 ) R9V 求第二步时运用了(两次电压相等这一规律)(解此题时不要昏了头) 解法二(更简单,更直观):设电源为U,则: (U6)( R4) : (U 3) R2:1,求得 U9V 例 7、如图所示,电压U8V 保持不变, R112,滑动变阻器的滑片P从一端到另一端的 过程中, 电压表的示数从3V变到 6V, 则 R2

13、的阻值为(4),滑动变阻器的最大阻值为(16) 解:根据题意可知: R1 U( R1R2) :R1 U( R1 R2R3 ) 6:3 经过化简后得:12R2R3 ( 1) 又因为: R1 U( R1 R2 ) 6V,代入数值,即:12R216 (2) 联立( 1) (2)两式可得:R2 4, R3 16 例 8、如图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在 B端时,电压表示数为9V,电流表 示数为 0.15A,滑片 P在中点 C时电压表的示数为6V,求: (1)滑动变阻器R1的最大阻值 (2)电源电压和R2的阻值 解:当滑片P在 B点时,滑动变阻器连入电路的阻值最 大,此时R1 9V0.15A

14、60 (2)滑片 P在中点 C时,设电路中的电流为I2 ,则: R1R2 a R3b V R0 S R V R2 A S C V A B R1 R A S R1 V 用心爱心专心5 I2 6V( 60 2) 0.2A 此时电源电压UI2 (R12) R2 (1) 又 因为 P在 B点时,有: U9V0.15A R2 ( 2) 联立( 1) 、 ( 2)两个二元一次方程,解得:U18V,R260 (解本题充分利用了电压相等这一特点) 例 9、如图所示,电源电压保持不变,R1为阻值不变的定值电阻。当开关S闭合后,滑动变 阻器 R2的滑片 P移到 B端时, R2 接入电路的电阻为60,此时电压表示数

15、为5.6V,向左 移动滑片P使 R2接入电路的电阻为30 时,电压表示数为8V,求电源电压和R1的阻值。 解:设电源电压为U ,当变阻器R2接入电路的电阻为 60 时, R1两端的电压为U1 5.6V ,则 R2两端的 电压为 UU1,根据串联电路的电流相等这一特点得: U1 R1( UU1) R2,即: 5.6V R1( U5.6V) 60(1) 当变阻器接入电路的电阻为30 时,有: 8V R1( U8V) 30(2) 联立( 1) 、 ( 2)两个二元一次方程,解得:U14V,R1 40 例 10、如图所示,R1是 0 至 50 的滑动变阻器,电流 表 A1的量程是0 至 0.6A ,A

16、2量程是 0 至 3A,电阻 R2 3.6 ,电源电压为9V并保持不变,闭合开关后, 为了使两电流表都能正常工作,变阻器连入电路中的 阻值变化范围是:18 至 50 解:设通过R2的电流为I2 ,通过 R1的电流为 I1 ,A2 测的 是干路中的电流,设为I ,则 I I1 I2 ,由欧姆定律可得: I2 UR2 9V3.6 2.5A,由此可知通过R1的电流不能超过 3A 2.5A 0.5A ,所以 R1接入电路中的电阻的最小值为U 0.5A 18 想一想:如果R1超过了 18,则通过R1的电流一定会小于0.5A ,R1接入电路中的电阻越 大,则通过A1 的电流就会越小。 例 11、如图所示, R110, R2R1 ,R30 至 20,当滑动变阻器的滑片P 在 a 端时, 电流表示数为0.36A,那么当滑动变阻器的滑片P在 b 端时,电流表的示数可能是:A A、0.16A B、0.26A C、0.36A D、0.46A 解:当

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