【精品】2020-2021初中电学同步专题点拨与强化:专题26 欧姆定律有关极值问题(原卷版和解析版)
【内容简介】(1)在计算滑动变阻器的取值范围的过程中,一定要辨别清楚保证电路正常工作的限定条件,具限制条件一般是电表量程,用电器额定电压,额定电流等.(2)解题的一般步骤:第一步:判断由滑动变阻器的阻值变化引起的电表的变化;第二步:判断变大的物理量(如电流、电压等)是否会超过其各自的限定条件,引起安全隐患,从而推出滑动变阻器对应的最值.a.电流表量程;→取最小值→ b.小灯泡额定电流a.电压表量程b.电源电压 →R滑maxc.小灯泡额定电压类型1 两表示数反对应的这类题的特点是:电压表测的是滑动变阻器的电压,当电流表示数取到最大值时,滑动变阻器接入阻值最小,电压表示数最小,当电压表示数最大时,滑动变阻器接入阻值最大,电压表示数最小(电流表示数变大,电压表示变小)【例题】如图电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P在某两点间移动时,电流表示数变化范围是0.4~1.2A,电压表示数变化范围是4.8~9.6V,则定值电阻R0的阻值和电源电压分别为( ) A.4Ω,10VB.6Ω,12VC.8Ω,12VD.12Ω,14V【解析】由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;当电路中的电流最小为0.4A时,电压表的示数最大为9.6V,根据串联电路中总电压等于各分电压之和欧姆定律可得,电源的电压:U=I最小R0+U最大=0.4A×R0+9.6V,当电路中的电流最大为1.2A时,电压表的示数最小为4.8V,同理可得电源的电压:U=I最大R0+U最小=1.2A×R0+4.8V,因电源的电压不变,所以0.4A×R0+9.6V=1.2A×R0+4.8V,解得:R0=6Ω,电源的电压:U=1.2A×R0+4.8V=1.2A×6Ω+4.8V=12V。故选:B。类型2 两表示数正对应的这类题的特点是:电压表测的是定值电阻两端的电压,电压表和电流表示数要变大都变大,要变小都变小,所以两表量程限定的都是滑动变阻器接入阻值的最小值,此时需解出的两个阻值中较大的,才不至于把另一块表烧坏。那么滑动变阻器接入的最大阻值就是它的总阻值中最大值了。【例题】如图所示的电路中,电源电压U=4.8V,且保持不变,电阻R2=6Ω,变阻器R1的最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是 。 【解析】由电路图可知,滑动变阻器R1与电阻R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,当电流表示数为I1=0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻R2两端电压:U2=I1R2=0.6A×6Ω=3.6V,串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压:U1=U﹣U2=4.8V﹣3.6V=1.2V,串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器连入电路的电阻最小:Rmin= = =2Ω;当电压表示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R2两端电压:U2′=U﹣U1max=4.8V﹣3V=1.8V,电路电流为:
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