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1、 电学中“求变化范畴类”试题解法 在电路中常常会连入滑动变阻器,由于滑动变阻器滑片的移动,电路中的电流表、电压表所选量程和滑动变阻器铭牌的规定,为了保证电表和滑动变阻器使用的安全，变阻器提供的阻值会有一定的限制,如何求解“变化范畴”类的试题?下面通过例题阐明措施。一、电流表、电压表达数变化范畴类 例、在如图1所示的电路中,电源电压为2V,滑动变阻器R2的最大阻值是5，电阻R1的阻值为0,当变阻器的滑片从a端移到b端时，电流表达数的变化范畴是（ C ） A.0.2A0.2A B.02A0.2A C.0.21.2A D.1.20.2A分析：规定电流表达数的变化范畴，应求出电路中的最大电流值和最小电
2、流值，相应着滑动变阻器的滑片在a端和b端:例2、如图2所示，电源电压为9V,定值电阻R为5,滑动变阻器的最大阻值为4,那么当滑片由a端移到b端时,电压表的示数是( C ） A由0逐渐增大到9V B.由0逐渐增大到V .由0逐渐增大到V D.由4V逐渐减小到0 分析：规定电压表的示数变化范畴，应求出电压表达数的最大值和最小值，这相应着滑动变阻器在a端和b端:由图2甲：电压表测导线两端电压为0 由图乙:电压表的示数0电压表的示数变化范畴是V二、滑动变阻器变化范畴类 滑动变阻器滑片的移动,变化了其接入电路的电阻值，引起电路中电流的变化、电路元件两端的电压重新分派。求解此过程中滑动变阻器阻值变化的范畴
3、，要遵循一定的分析、解答思路。一方面,看清晰滑动变阻器与其他元件的连接状况，是串联还是并联；另一方面，拟定每个元件容许的最大电流或最大电压，以不烧坏元件为原则。最后，运用串联或并联电路电流电压电阻的特点以及欧姆定律等电学规律列式计算。感悟：“范畴”-分析取最小值、最大值时对每一种元件的影响 （一)、用电器与滑动变阻器串联 例1、如图1所示的电路中,电源电压=6V 且保持不变，灯泡电阻为 10 , 是标有“ 2 1A”字样的滑动变阻器,电流表的量程为 0.A, 电压表的量程为 03V,为保证两电表都安全使用，滑动变阻器接入电路阻值的变化范畴是多少？分析：求滑动变阻器的最小值：一方面拟定电路容许的
4、最大电流,根据电流表的量程可知要保证电流表的使用安全，电路中的最大电流是0.6A：根据电压表的量程可知要保证电压表使用安全,电路中的最大电流是：=Uax/RLV/10=0.3A。为了保证两表安全，应拟定电路中容许最大电流为0.3。此时变阻器接入电路中的电阻最小为=R-RL=U/I-R6/0-10=1； 求滑动变阻器容许接入电路的最大值:当滑动变阻器的阻值增大时，电路中的电流减小，电流表的示数减小，灯两端的电压也减小,电压表达数减小,两表安全,因而变阻器可取最大值20变阻器接入电路中的阻值范畴是1020例 2、标有“ 4V W ”的小灯泡和 “201A”的滑动变阻器 , 连接在如图 2 所示的电
5、路中， 已知电源电压为6V ， 电流表量程为“00.6A ”，电压表量程为“ 3V ”. 为保证电路安全，闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值应控制在什么范畴内? ( 不考虑温度对电阻的影响 ）解:灯泡的额定电流IUL/=/1=05A,电流表的量程为.6,滑动变阻器容许通过的最大电流为1,电路中的最大电流为I大=025A，此时电压表达数UV=6V-4V=VV也不会烧坏电压表 此时,电路中的总电阻R总=U/I大=6/0.2524，滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小R总R=24-16=8,当电压表的示数U滑大=3V时，变阻器接入电路中的电阻最大,根据分压公式 UL /URR /R ，可知，当电
6、压表达数为 3时，滑动变阻器接入电路的阻值为 最大值16.滑动变阻器接入电路的阻值变化范畴应控制在81锦囊妙计:此电路属于图 B 模式，如果给滑动变阻器并联一种电压表， 则应考虑电压表的所选量程， 以所选量程为已知条件，再结合其他条件可求出滑动变阻器接入电路的最大值(二)、用电器与滑动变阻器并联例、 在如图 3 所示的电路中，电阻R1 =12 ，R为 00 的变阻器, 合上开关后， 电压表的示数为 V, 如果 A 表的量程为 0A , A1表的量程为 0.A,为了不使电表损坏,滑动变阻器连入电路的阻值应在什么范畴？分析：这是个并联电路电流表A测的是干路电流。求滑动变阻器容许提供的最小值:无论滑
7、动变阻器如何移动通过R1电流I1U/R1=6V/12=0.5A,始终不变。根据并联电路的特点,则=I1U/2=0.5A+V/2 3A.解得 R224 ;求滑动变阻器容许提供的最大值:当滑动变阻器阻值增大时，通过它的电流减小，干路电流减小 ,因而变阻器可取最大值20。滑动变阻器和电流表A都安全,因而变阻器可取最大值20。因此滑动变阻器接入电路的阻值范畴为 22. 初中电学最值问题1、（达州）如图所示，电源电压恒为6V，灯L标有“6V2”字样（灯丝电阻不变),R1=3，电流表量程为006A，电压表量程为03，当S1、2都断开且滑动变阻器R2的滑片P在中点时,电流表达数为0求:（1)R的最大阻值；(
8、2）当S1、S2都闭合时，电流表、电压表的示数;(3）当S、S2都断开时,在电路处在安全工作状态下,电路消耗的功率范畴【解析】（1）灯L的电阻RL=18，总电阻R=30，当1、2都断开且滑动变阻器2的滑片P在中点时,滑动变阻器R与灯L串联,又=RL，则滑动变阻器的最大阻值2=2（RRL）=(3018)=2()当1、S2都闭合时,此时电阻R与灯并联，滑动变阻器R2被短路,由于电压表测量滑动变阻器2两端的电压，因此电压表达数为.U1L=6V，通过电阻R1的电流I1=,通过灯的电流IL=A,干路电流总=I1+IA+A=0.A,即电流表的示数为0.5A.（3）当1、S2都断开时，滑动变阻器R2与灯L串
9、联，电流表测电路中的电流，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,根据=可知,当滑动变阻器R2的滑片P在最左端时，电路中的总电阻最小时，电路消耗的功率最大，此时电路中只有灯且正常发光,通过灯L的电流L=A.6A，电路消耗的最大功率P最大=P额2W;当电压表的示数为3V时,滑动变阻器容许接入的电阻最大,电路中的总电阻最大，电路消耗的功率最小,此时灯泡两端的电压=UV6V3V=3V，电路中的电流I=,电路消耗的最小功率P最小UI=6VA=1;当S1、S2都断开时,在电路处在安全工作状态下，电路消耗的功率范畴为W2W2、（凉山州)如图甲所示,电源两端电压不变。R1为定值电阻，R为滑动变阻器；当滑动变阻器
10、的滑片P滑动时测出电压值、电流值，得出滑动变阻器的功率和电流I的关系图像如图乙所示,根据图像信息。求： （1)滑动变阻器的最大阻值;（2）R1的阻值和电源电压;(3）求此电路的最大电功率。【解析】(1)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,由图乙可知,电路中的最小电流I小=.4A，滑动变阻器消耗的电功率P2=W，由PI2R可得，滑动变阻器的最大阻值：R2=2；(2）电源的电压：=I小（R1+2）=0.4A(R+25) 由图乙可知,电路中的电流I=.8A时，滑动变阻器消耗的电功率P2=6W,则滑动变阻器接入电路中的电阻：R=0，电源的电压：=I（R+R2）=08（R1+10)电源
11、的电压不变,0.(R1+25）=0.8A(1+10） R5，电源的电压=I小（+R2）=0.A（25)=1V;（3)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路消耗的电功率最大，则大=8.8W.3、（巴中)如图15所示的电路中，电源电压3,1=3，2=2。求:(1）只闭合S1时,通过R2的电流是多大?(）只闭合S时，通电0的时间内电流通过R1产生的电热是多少？（)开关通断状况发生变化,整个电路消耗的最小电功率P和最大电功率P之比是多少?【解析】(3）只闭合时，1和R串联，总电阻最大，总功率最小。电路的最小总功率当闭合1和S3、断开S2时，和R并联,总电阻最小,总功率最大。并联的总电阻电路的最大总功
12、率最小电功率P和最大电功率P之比4、(长沙）如图甲所示,电源电压恒为18V，灯泡上标有“V 5W”字样，电流表量程为00.6A,电压表量程为015V,滑动变阻器的最大阻值为200,当只闭合S和1,移动滑动变阻器的滑片时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4 时，定值电阻R的电功率变化了54，求：(1）灯泡L正常发光时通过的电流。(2）只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片置于中点位置时,灯泡的实际功率；（3）只闭合S和S1,在保证电路安全的状况下，当电阻R消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率。【解析】5、（南通)图示电路中,滑动变阻器铭牌上标
13、有“51”字样，电压表量程015V.闭合开关1、S,断开开关S,调节变阻器滑片至某位置，电压表达数为6.0V,电流表达数为00A,灯泡正常发光；再闭合开关S，电流表达数变为0.75A.（1）求变阻器接入电路的阻值；（2）求灯泡的额定功率； (3)只闭合开关、2,变化电源电压并移动滑片,使电路安全工作,求电路10s消耗的最大电能.【解析】（)由题,开关1、S2闭合，断开开关S3，L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流，根据=得变阻器接入电路的阻值:R滑=2；(）三个开关都闭合时，L短路,只有滑动变阻器连入电路中,则：U总=U滑=IR滑=.75A12=,开关、S闭合，断
14、开开关S3时,灯泡正好正常发光，LU源=9V6V3，灯泡的额定功率：PUI30A=1.W；(3)只闭合开关S1、S2，变化电源电压并移动滑片P,使电路安全工作，由电压表量程可知滑动变阻器两端电压最大:滑=1V，调节滑片灯泡正常发光，此时电路中电流最大,此时变阻器连入阻值R滑=305，在变阻器调节范畴之内，因此此时的电源电压:U源U滑+UL=15V3V=18V,电路10消耗的最大电能:W=U源t=180.5A0s=9J、(泰安）如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“3V 1.5W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范畴为070，定值电阻2的阻值为3。求:(1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？（2)当1、S2和S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时,小灯泡
