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1、问题9：如何求滑动变阻器的取值范围？,南京市弘光中学 李小满,在初中物理电学中，有一类习题经常要求解滑动变阻器的取值范围。此类问题具有较强的综合性、逻辑性，是电学中的一个难点，不少同学经常感到无从下手，或因考虑不周而造成错解。其实，此类问题考查的是滑动变阻器保护电路的作用。滑动变阻器保护电路，必然会受到用电器规格及电表量程的限制，这要求滑动变阻器接入电路的阻值必须控制在一定的范围内。,例1. 如图，电源电压U=6V，灯泡电阻为8保持不变，R是标有“201A”字样的滑动变阻器，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值应在什么范围内？,首先，把相关的数据
2、标到电路图上.,所谓电路安全，是指: （1）电压U不超过电压表的量程及用电器的额定电压； （2）电流I不超过电流表的量程及用电器的额定电流.,其次，我们来看看什么叫电路安全？,R1、R2串联，电流表量程为00.6A ，所以电路的最大电流为I=0.6A，由欧姆定律I=U/R求得总电阻的最小值为：,滑动变阻器的取值范围为：2 20 ,【错因分析】只注意了电流表的量程，把电路的最大电流弄错了。实际上当I=0.6A时，电压表示数为U10.6A84.8V3V，超出量程，会烧坏，所以应以电压表量程为准计算电流的最大值.,【常见错误解法一】,R1、R2串联，I=0.6A时，I1=I2=I=0.6A,【错因分
3、析】虽然注意到了电流表和电压表的量程，但是没有弄清两表量程之间的关系，并简单地将求出的两个阻值分别作为最大值和最小值，从而错误地得出滑动变阻器的取值范围.,【常见错误解法二】,【分析】 先分析R2的最大值：R2越大，R总越大，I越小，电流表越安全；同时，U1=IR1也越小，电压表也越安全，所以：R2最大可取20.,再分析R2的最小值：R2越小，R总越小，I越大， 电压表示数U1=IR1也越大，两个电表中，有一只电表示数将先达到量程的最大值。经过分析，电压表的示数将先达到量程的最大值，所以求R2的最小值时，应该以电压表量程的最大值为准进行求解.,滑动变阻器的取值范围为：820,当U1=3V时，电
4、路中电流最大，由欧姆定律：,【正确的解法】,解：R2越大，R总越大，I越小，同时U1=IR1也越小，两只电表均越安全，所以：R2max=20.,解决此类问题的一般思路：,1、通过审题把相应的数据标到电路图上；,2、分析R滑的最大值及最小值分别与哪个用电器或哪个电表量程最大值之间存在对应关系；,3、根据第2步的分析，分别求解R滑的最大值及最小值;,例2. 如图，灯泡L标有“8V 4W”字样， 阻值不随温度变化，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V，滑动变阻器R 的规格为“201A”，电源电压为9V，为使电路中各元件安全，求滑动变阻器的取值范围,【错因分析】只考虑了电流表量程的限制，忽视了电
5、灯L及电压表的安全.,【典型的错误解法一】,【错因分析】综合考虑了电流表和灯泡额定电流的限制，但忽视了电压表的量程限制.,【典型的错误接法二】,【错因分析】考虑了电压表的量程限制，但忽视了电流表和灯泡的电流限制.,【典型的错误解法三】,【分析】 先分析R的最大值：R越大，I越小，灯泡L和电流表越安全；但由串联电分压规律可知，电压表示数变大，有可能超过量程而烧坏，所以R有最大值限制。应根据电压表量程最大值求R的最大值.,再分析R的最小值：R越小，由串联分压规律可知电压表的示数就越小，电压表就越安全；但是电路中总电流变大，可能烧坏灯泡L或电流表。所以，应根据电流表量程的最大值或灯泡的额定电流求R的最小值.,当R最小时，总电流最大，且为I=IL=0.5A,滑动变阻器取值范围：28,【正确的解法】,当R最大时，UR=3V，UL=U-UR=6V,
