与极值、范围有关的计算1

中考物理总复习专题与极值、范围有关的电学计算考查内容：常结合含有滑动变阻器的串联电路图，计算由于滑动变阻器移动、传感器阻值变化等引起电路中物理量的变化，求变阻器的取值范围和最值。中考要求：1、识别串联电路。2、知道串联电路中电流、电压的特点。3、运用欧姆定律解决实际问题。4、运用电功率公式解决实际问题。如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。VAR0R一、知识铺垫：1、当滑动变阻器向左滑动时，串联电路中电阻如何变化？电流表示数如何变化？电压表示数如何变化？例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。VAR0R一、知识铺垫：1、当滑动变阻器向左滑动时，串联电路中电阻如何变化？电流表示数如何变化？电压表示数U0如何变化？变小变大变大例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。VAR0R一、知识铺垫：2、滑片向左移动时滑动变阻器R两端的电压如何变化？U总=U0+U滑U总不变，U0变大U滑会变小R滑变小U滑会变小分压能力变弱例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。VAR0R一、知识铺垫：3、若电压表的示数为3V，电路中的电流为多少？30.310UVIAR例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。VAR0R一、知识铺垫：4、当滑动变阻器向左滑动时，电路的总功率如何变化呢？P=UIU不变I变大电功率P变大例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。VAR0R一、知识铺垫：5、当滑动变阻器向左滑动时，电阻R0的功率如何变化呢？P0=I2R0R0不变I变大R0的电功率P0变大例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样.请完成下列问题：VAR0R（1）求电路的最小电流求最小电流寻找已知：U总=6V,最大总电阻值？要求的结论需要知道的物理量已知条件二、典型例题VAR0R（1）求电路的最小电流？解析：变阻器能调的最大阻值为20Ω，由公式可得R和R0串联，故Rmax=R+R0=20Ω+10Ω=30ΩUIRmin60.230VIA例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样.请完成下列问题：（2）保证电路安全的情况下，求电路的最大电流？VAR0R求最大电流?电流最大值确定的依据：1、电流表的量程2、滑动变阻器的铭牌3、用电器的额定电流4、电压表的量程VAR0R（2）在保证电路安全的情况下，求电路的最大电流？电流最大值确定的依据：1、电流表的量程2、滑动变阻器的铭牌3、用电器的额定电流4、电压表的量程解析：电流表允许流过的最大电流为0.6A，变阻器允许流过的最大电流为0.5A，电压表允许流过的最大电流为得综合考虑：电路中允许的最大电流为0.3A30.310VIAUIR例：如图所示，电源电压为6V，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0-3V,定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样.请完成下列问题：VAR0R求最小电阻寻找已知：U总=6V,最大电流值？要求的结论需要知道的物理量已知条件（3）求滑动变阻器接入电路的最小值VAR0R得解析：由（2）求得电路中允许的最大电流为0.3A（3）求滑动变阻器接入电路的最小值R和R0串联，故Rmin=R总-R0=20Ω-10Ω=10Ωm620I0.3axUVRAmIaxUR(4)保证电路安全的情况下电路消耗的功率范围？根据（1）（2）可知电路允许的电流范围为0.2A-0.3A，Pmin=UImin=6V×0.2A=1.2WPmax=UImax=6V×0.3A=1.8W电路消耗的功率范围为1.2W-1.8W。总结滑动变阻器的阻值变化R滑maxR滑min保护电路元件一般为铭牌上标注的最大值maxmaxUR=I用电器I额I滑max电流表量程IImax取四者最小电压表量程算出的电流值minmaxUR=IR总maxmax0=UIR总结电路、用电器的电功率最值（1）电路的电功率最值（2）用电器的电功率最值Pmin=UIminP=UIP=I2RPmax=UImaxPmin=Imin2RPmax=Imax2R三、巩固练习1、（2015-2016厦门市市质检改编）电源电压恒为18V，小灯泡L标有“6V3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω1A”字样，电压表使用的量程为0-15V，电流表使用的量程为0-0.6A，不计温度对灯丝电阻的影响。当闭合S时，为保证电表不超量程，灯泡L两端电压不超额定电压，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。2、（2016·三明中考题）如图所示，电源电压保持6V不变，电流表使用0～0.6A的量程，滑动变阻器R’上标有“20Ω1A”的字样，纯电阻元件R的阻值为8Ω。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电流表的示数为0.4A，求：（1）元件R两端的电压？（2）电路消耗的总功率？（3）元件R的内部是由两个定值电阻R1、R2连接组成，其中R1＝40Ω，则通过R2的电流是多少？（4）为了保证电路安全，滑动变阻器允许连入电路的阻值变化范围是多大？