滑动变阻器范围、图像方程题、难点实验题(欧姆定律)

1滑动变阻器范围、图像方程题、难点实验题（欧姆定律）初中物理电学中,滑动变阻器与电流表、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。器材限制有以下几点：电压表、电流表的量程，滑动变阻器允许通过的最大电流值，用电器工作时的额定电压或额定电流。类型一：串联电路的滑动变阻器变化范围例一、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，2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.解题思路:在串联电路时，滑动变阻器向最小值移动时必须保证电路中电流不能超过所有器材限制的最小电流值，向最大值移动时必须保证其他的用电器或电压表不超过电压的限值。解析：1）为使电流表不损坏，电路中电流最大为0.6A，由R总=U/I1得：R总=12V/0.6A=20Ω，所以R2=2Ω。如果R22Ω，则电流表示数会超过0.6A，电流表损坏。如果R22Ω则电流表示数一定小于0.6A电流表一定不会损坏。综合所述：为使电流表不损坏，R2≥2Ω。32）为使电压表不损坏，电压表的最大取值为3V，此时R1的上的电压为9V，电路电流I2=U/R1I2=9V/18Ω=0.5A此时R2上的电阻为R2=3V/0.5A=6Ω。如果R26Ω，则电压表示数会超过3V，电压表损坏。如果R26Ω则电压表示数一定小于3V，电压表一定不会损坏。综合所述：为使电电压表不损坏，R2≤6Ω。3）综上所述，为使仪表都不损坏，电阻R2的取值范围为：2Ω≤R2≤6Ω例二、如图所示的电路，电源电压U=9V且保持不变，R1=10Ω，R2标有50Ω1A字样的滑动变阻器，电流表的量程为0—0.6A,电压表的量程为0—3V,为了保护电表,滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是多少?(20Ω—50Ω)例三、（2015秋•雅礼集团2015-2016学年初三期中物理试卷）如图所示电路中，R1=6Ω，R3=18Ω，滑动变阻器R2的最4大阻值是50Ω．闭合开关，当滑片P移动到a端时，电流表示数为0.75A．（1）电源电压为多少？（2）当滑片移到某一位置时，电流表示数为0.4A，则此时滑动变阻器接进电路的阻值是多大？（3）若在此电路中电流表的量程是0～3A，电压表V1的量程是0～3V，电压表V2的量程是0～15V，为了确保电路安全，求滑动变阻器的取值范围．解：（1）当滑片移到a端时，R1与R3串联，R2断路，电路中的电阻为：R=R1+R3=6Ω+18Ω=24Ω；电流为I=0.75A，由欧姆定律I=可得：电源电压为：U=IR=0.75A×24Ω=18V；5（2）当滑片移到某一位置时，三个电阻串联，则I′=0.4A，U=18V，由I=可得：R总===45Ω，故R2=R总﹣R1﹣R3=45Ω﹣6Ω﹣18Ω=21Ω；（3）为确保电路安全，V1最大为3V，则电路中电流最大，I″=I1===0.5A；此时电路中的总电阻为：R总===36Ω，滑动变阻器接入的最小阻值为：R2′=R总﹣R1﹣R3=36Ω﹣6Ω﹣18Ω=12Ω；当滑动变阻器滑片移到右端时，各电表都能工作，因此滑动变阻器接入的阻值范围为：12Ω～50Ω．答：（1）电源电压为18V；（2）当滑片移到某一位置时，电流表示数为0.4A，则此时滑动变阻器接进电路的阻值是21Ω；6（3）滑动变阻器的取值范围为12Ω～50Ω类型二：并联电路的滑动变阻器变化范围例四、如图所示电路，电源电压恒为12V，定值电阻的阻值为40Ω，滑动变阻器上标有“60Ω0.5A”，电流表A1、A2、A3的量程均为“0～0.6A”，为了保证电路各元件的安全，滑动变阻器RP允许接入电路中的阻值范围为，电路中总电阻的变化范围为，电流表A1的示数变化范围为40Ω～60Ω;40Ω～60Ω;0.5A～0.6A解题思路7在并联电路中，若滑动变阻器在支路上，滑动变阻器的移动必须保证电路中电流不能超过所在支路器材限制的电流值（可求对应变阻器的最小值），更不能发生短路。1）为使电流表A3，滑动变阻器不损坏，滑动变阻器所在支路中电流最大为0.5A，由Rp=U/I3得：I3=12V/0.5A=24Ω，所以如果Rp24Ω，则电流表示数会超过0.5A，滑动变阻器损坏。如果Rp24Ω则电流表示数一定小于0.5A，电流表和滑动变阻器不会损坏。综合所述：为使电流表A3不损坏，Rp≥24Ω。2）为使电流表A1不损坏，总电路最大电流为0.6A，即I2+I33A，I2=U/R得：I2=12V/40Ω=0.3A；所以I3最大电流为0.3A，根据公式Rp=40Ω。如果Rp40Ω，则电流表示数会超过0.3A，总电流会超过0.6A，电流表A1损坏。83）综合所述：为使电流表A3不损坏，Rp≥40Ω。例五、（麓山国际实验学校2015—2016—2初三第二次限时训练）如图所示的电路，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1标有“50Ω2A”字样。（l）将滑片P移到最右端，闭合S1，断开S2，求电流表的示数I1；（2）保持滑片P在最右端，闭合S1、S2，电流表示数I=5I1，求R2的阻值；（3）将滑片P移至某一位置，闭合S1、S2，电流表示数为0.68A，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。9（1）0.12A（2）12.5Ω（3）30Ω强化练习：1.（麓山国际实验学校2015—2016—2初三第二次限时训练）如图的电路中，灯L标有“3V6Ω”、滑动变阻器R上标有“50Ω1A”的字样，电压表量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，电源电压恒为4.5V。为了保证电路中各元件安全工作，闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在（不考虑温度对电阻的影响）（）A．2.5Ω～20ΩB．2.5Ω～12ΩC．3Ω～12ΩD．12Ω～20Ω2.（2014-2015学年南雅中学九年级上期中物理试卷）如图为长沙市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图，其中定值电阻R1=6Ω，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A．当闭合10开关S，为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是．类型三：图像方程题例六、（2015秋•雅礼集团2015-2016学年初三期中物理试卷）如图（甲）所示电路，电源电压不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如（乙）图所示，则定值电阻R1的阻值和电源电压为U分别为（）A．10Ω6VB．10Ω4VC．20Ω4VD．20Ω6V11解：当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电流最大，由图乙可知，电路中的电流I=0.6A，由I=可得，电源的电压：U=IR1=0.6A×R1，当滑片接入电路中的电阻最大时，电路中电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知，电压表的示数U2=4V，电流表的示数I′=0.2A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=I′R1+U2=0.2A×R1+4V，因电源的电压不变，所以，0.6A×R1=0.2A×R1+4V，解得：R1=10Ω，电源的电压U=IR1=0.6A×10Ω=6V．故选A．类型四：难点实验题（欧姆定律）12例七、（2014-2015学年南雅中学九年级上期中物理试卷）小敏用如图（甲）所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压值为6V，改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下对应的4次电流和电阻值，描绘在图（乙）中．（1）连接电路时，开关应置于（选填“断开”或“闭合”）状态；（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至（选填“左”或“右”）端；（3）该实验中，滑动变阻器的作用是保护电路和；（4）实验中，移动滑动变阻器滑片P，当电压表示数为V时，记下电流表示数．当将原来5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，要使电压表示数保持不变，应将滑动变阻器的滑片P向（选填“左”或“右”）端移动．13例八、（2015秋•雅礼集团2015-2016学年初三期中物理试卷）小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．（1）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可得出结论：．（2）在上述实验中，拆下阻值为5Ω的电阻，改换成阻值为10Ω的电阻，在读取电流表示数之前，他应进行的操作是：14向移动滑片，使电压表示数为V．（3）为了完成整个实验，小红应该选择的变阻器是．A、10Ω0.5AB、20Ω1AC、50Ω2A（4）小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为她的实验方案可行吗？（选填“可行”或“不可行”），你的理由是．强化练习：151．（2014-2015长郡教育集团联考九年级下期中物理试卷）小袁利用如图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”的实验，已知电源电压为6V，请根据要求回答下列问题．（1）根据图甲用笔画线代替导线，将图乙中实物电路连接好．（滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变小）（2）探究“电流与电阻的关系”实验中将实验所得数据画出丙图所示图象，当将R1从10Ω换成20Ω时，滑片要向移动，图中阴影部分面积表示的物理量是；现有如下滑动变阻器可供选择，那么最合适的滑动变阻器应选择（选填“A”、“B”或“C”）．A．5Ω、2AB．50Ω、1AC．1000Ω、1A．162．（南雅中学）小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．（1）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：电压一定时，．（2）上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为V时，读出电流表的示数．（3）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于Ω的滑动变阻器．173.如图所示的电路，电源电压U=6V且保持不变，R1=20Ω，R2为最大电阻为50Ω的滑动变阻器，电压表的量程为0—3V,为了保护电表,求滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围?4.如图所示的电路，电源电压U=6V且保持不变，R1=60Ω，R2标有50Ω2A字样的滑动变阻器，电流表的量程为0—0.6A,电压表的量程为0—15V,为了保护电表,滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是多少?5.如图所示的电路，电源电压U=8V且保持不变，R1=6Ω，R2为最大电阻为50Ω的滑动变阻器，电流表的量程为0—0.6A,电压表的量程为0—3V,为了保护电表,滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是多少?186.（广益实验中学2015-2016-1初三年级第二次月考物理试卷）如图所示，电源电压保持不变，电流表使用0~0.6A的量程，电压表使用0～3V的量程，定值电阻R1=5Ω，灯泡电阻R2=8Ω，滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω：（1）开关Sl断开，S2闭合，电流表示数为0.25A，电压表示数为2.5V，求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值；（2）将开关Sl闭合，S2断开，移动滑动变阻器的滑片，为了保证电流表和电压表不超过其量程，滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化？滑动变阻器范围、图像方程题、难点实验题（欧姆定律）19初中物理电学中,滑动变阻器与电流表、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。