变阻器取值范围的习题

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时间:2018-05-17

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1、启航教育杨老师物理13569658231一、利用滑动变阻器保护电表不超过量程(或不损坏),求其取值范围  此类计算题用数学中的不等式求解,比较简单.例1如图1所示,电源电压为12伏,R1=18欧,滑动变阻器R2的变化范围为0~30欧.如果电流表的量程为0~0.6安,电压表的量程为0~3伏,为使两表不损坏,求滑动变阻器的取值范围.  解析:使电流表不损坏,由I=UR得,电路中电流必须满足:  UR1+R2≤0.6安,  即12伏18欧+R2≤0.6安,  故R2≥2欧.  使电压表不损坏,由I=UR得,  UR2R1+R2≤3伏,即12伏·R218欧+R2≤3伏初中物理电学中,滑动

2、变阻器与电流表、电压表是三个最基本也是最重要的电学仪表,特别是滑动变阻器的有关问题也是最多,它的作用是改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流,其次是起到保护电路的作用。正因为它的保护电路作用,滑动变阻器接入电路中的电阻就会受到限制,由于考虑问题不周,就会得到错误的答案。下面就结合实际问题作一探讨:如图:电路中电源电压U=4.5V,且保持不变,L标有“3V1.5W”字样,变阻器R有最大值为20Ώ,电流表量程为0---0.6A,电压表量程为0---3V,为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围是()A、3Ώ---10VB、3Ώ---12ΏC、1.5Ώ---12ΏD、1.5Ώ---3Ώ解析

3、:由于S闭合后,灯L与R串联,电流相等。由于电流表允许通过的最大电流是0.6A,由欧姆定律I=U/R可知,R总最小时,I最大,R总=U/I=4.5V/0.6A=7.5Ώ,而串联电路中R总=R灯+R,R灯=U灯2/P=32/1.5=6Ώ,故有变阻器的最小电阻R=R总-R灯=7.5Ώ-6Ώ=1.5Ώ。由于电压表最大值为3V,则变阻器两端电压最大为3V,则电灯两端电压为U灯=U总-U=4.5V-3V=1.5V,此时电流为I=U灯/R灯=1.5V/6Ώ=0.25A,变阻器的最大电阻R=U/I=3V/0.25A=12Ώ。即变阻器的变化范围为1.5Ώ---12Ώ,因而错选(C)。错误原因在哪

4、儿呢?原来本题中还有一个容易被忽略的条件,L标有“3V1.5W”字样。在上述题解中只考虑了电流表的范围,而没有考虑电流是否能达到最大电流0.6A。小灯正常发光时的电流是I=P/U=1.5W/3V=0.5A<0.6A,因此为保证小灯的正常工作,电路中电流最大只能是0.5A,而不是0.6A。正确的解法是R总=U总/I=4.5V/0.5A=9Ώ,而R=R总-R灯=9Ώ-6Ώ=3Ώ,变阻器的变化范围是3Ώ---12Ώ,因此选(B)。由上可以看出,在电学中有多种器材组合在电路中时,一定要分析它们的范围,综合考虑各种因素,才能得出正确答案,切不可掉以轻心。6.如图所示电路中,电源电压不变,R

5、1、R2为定值电阻,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则下列判断正确的是 (  )A.电流表示数变小,电压表示数变小B.电流表示数变大,电压表示数变小C.电阻R1消耗的功率增大D.整个电路消耗的总功率减小7.甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验,电源电压都为6伏且不变,滑动变阻器上都标有“20Ω、2A”字样,待测小灯的额定电压相同,但额定电流分别为0.35A、0.2A。他们各自正确连接电路,闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片,直到灯正常发光。此时观察到乙同学的小灯比甲同学的小灯亮,且乙同学的滑动变阻器滑片恰好在中点上(即滑动变阻器接人电路的电阻为10Ω)。求:(1)乙

6、同学所用小灯的额定电流。(2)乙同学所用小灯的额定功率。(3)甲同学所用小灯正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻值。启航教育杨老师物理13569658231[例1]如图所示电路中,AB间的电压U=46V,电阻R1=4Ω,R2=9Ω,R3是变阻器,阻值可在0~33Ω间改变,试求R1、R2两端电压的最大值和最小值.启航教育杨老师物理13569658231[分析]这是一个串联电路,各电阻上的电压与其阻值成正比.当R3调到0和最大值时,R1和R2上的电压分别为最大和最小.[解]根据串联分压的特点,得U1∶U2∶U3∶U=R1∶R2∶R3:(R1+R2+R3).当R3=0时,U1和U2各有

7、最大值,其值为当R3=33Ω时,U1和U2各有最小值,其值为[说明]串联电路中,各个电阻之间的电压,各个电阻与总电阻之间的电压都与对应的电阻成正比. [例2]如图所示,滑动变阻器的总电阻R=1000Ω,AB两端电压U=100V,调节滑动头P使下部电阻R1=400Ω.(1)空载时CD两端电压多大?(2)在CD间接入一个Rs=400Ω的电阻,CD两端的电压多大?[分析]空载时,由串联分压直接可得输出电压.接入电阻Rs后,它与R1并联,由R2与(R1∥R5)串联分压.[解](1)滑动变

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