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    [滑动变阻器题型的归类分析] 滑动变阻器电路图

    时间:2018-12-29 03:32:24 来源:柠檬阅读网 本文已影响 柠檬阅读网手机站

      解答滑动变阻器一类的问题,不少同学总是感到困难.下面例举几种常见的题型进行归类分析,以揭示其解题规律.   一、判断电表的示数变化   例1 如图1所示,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中,电流表和电压表的示数变化情况应是( )
      (A) 电压表、电流表示数都变大
      (B) 电压表示数变大,电流表示数变小
      (C) 电压表示数变小,电流表示数变大
      (D) 电压表、电流表示数都变小
      分析与解:由图1可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电流表测量电路中的总电流,电压表测量电阻R1两端的电压.当滑片从左向右滑动时,变阻器接入电路中的有效电阻变大,根据串联电路电阻的特点可知,电路中的总电阻R总也变大.根据电源电压U不变及欧姆定律可知,总电流I总=UR总就变小,即电流表示数变小.又因I总变小,电阻R1不变,所以电阻R1两端的电压U1=I总R1也变小,即电压表示数变小.故正确的答案应选(D).
      例2 如图2所示,电源电压不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P由图示位置向中点滑动的过程,下列判断正确的是( )
      (A) 电压表示数增大,电流表示数增大
      (B) 电压表示数不变,电流表示数增大
      (C) 电压表示数减小,电流表示数减小
      (D) 电压表示数不变,电流表示数减小
      分析与解:由图2可知,滑动变阻器与灯泡并联,电流表测通过变阻器中的电流,电压表测量变阻器两端的电压(或电源电压).当滑片P由图示位置向中点滑动时,变阻器接入电路中的有效电阻变小,根据并联电路电阻的特点可知,电路中的总电阻R总也变小,根据电源电压U不变及欧姆定律可知,总电流I总=UR总就变大.由于灯泡的电阻RL不变,灯泡两端的电压UL不变(等于电源电压),所以通过灯泡的电流IL=ULRL也不变.根据并联电路电流的特点可知,通过变阻器的电流I变=I总-IL就变大,即电流表的示数变大.又由于电源电压不变,所以电压表测量电源电压的示数也不变.故正确的答案应选(B).
      小结:这类问题的通常解法是:首先根据题给的电路图确定电路的连接方式及电表所测量的对象;其次从变阻器接入电路的有效电阻变化判断总电阻的变化;再根据电源电压不变及欧姆定律判断总电流的变化;最后结合串、并联电路的特点及欧姆定律判断各用电器中的电流和电压的变化.在分析变阻器中的电流或电压变化时,一般应先分析其他定值电阻(或灯泡)中的电流或电压变化,再结合串、并联电路的特点分析它们的变化.
      二、判断电表示数的变化范围
      例3 如图3所示,电源的电压为6伏保持不变,电阻R=5欧,变阻器R′的最大阻值是10欧.求:
      (1)电流表示数的变化范围;
      (2)电压表示数的变化范围.
      分析与解:(1)当滑片P在 a 端时,变阻器接入电路的有效电阻最小为0(可认为是一根导线接入电路),此时电路中的总电阻最小为
      R小=R=5欧,
      总电流最大为
      I大=UI小=6伏5欧=1.2安;
      电压表与电阻R并联的示数最大为
      U大=I大R=1.2安×5欧=6伏.
      (2)当滑片P在 b 端时,变阻器接入电路的有效电阻最大为10欧,此时电路中的总电阻最大为
      R大=R+R′大=5欧+10欧=15欧,
      总电流最小为
      I小=UR大=6伏15欧=0.4安;
      电压表与电阻R并联的示数最小为
      U小=I小R=0.4安×5欧=2伏.
      所以,电流表示数的变化范围是0.4~1.2安,电压表示数的变化范围是2~6伏.
      小结:这类问题的通常解法是:先分别求出滑片P在 a、b 两端时,电路中的电流和电压;再确定在滑片P滑动过程中电流和电压表变化范围.
      三、由电表示数的变化范围求有关量
      例4 如图4所示的电路,滑动变阻器的滑片P在移动过程中,电压表的示数变化范围是0~4伏,电流表的示数变化范围是0.5~1.5安,则电阻R的阻值为欧,变阻器R′的最大阻值是欧,电源电压是伏.
      分析与解:当电流表的示数最大为1.5安时,则电阻R两端的电压也最大,电压表的示数就最小为0,当电流表的示数最小为0.5安时,则电阻R两端的电压也最小,电压表的示数就最大为4伏.设电源电压为U,滑动变阻器R′的最大阻值为R′大,由题意可得:
      I大・R+U小=U�I小・R+U大=U�I小(R+R′大)=U①�②�③
      解由①②③组成的方程组可得:
      R=4欧,R′大=8欧,U=6伏.
      所以,电阻R的阻值是4欧,变阻器R′的最大阻值是8欧,电源电压是6伏.
      小结:这类问题的通常解法是:以滑片P在两次不同位置时电流表和电压表的示数,列出几个含有所求未知量的方程,联立方程组即可求得.
      四、由电表量程判断滑动变阻器阻值的范围
      例5 如图5所示的电路中,电源电压U=4.5伏,且保持不变,电阻R1=5欧,变阻器R2的最大阻值为20欧,电流表量程为0~0.6安,电压表量程为0~3伏.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是( )
      (A) 2.5~10欧(B) 0~20欧
      (C) 2.5~20欧(D) 0~10欧
      分析与解:由图5可知,变阻器R2与电阻R1串联,电流表测量电路中的总电流,电压表测量变阻器R2两端的电压.因此由欧姆定律可知,电路中的总电流
      I=UR1+R2,
      变阻器R2两端的电压
      U2=IR2=UR1+R2・R2.
      则由题意得:I≤0.6安�U2≤3伏
      即 UR1+R2≤0.6安�UR1+R2・R2≤3伏①���②
      解由①②组成的不等式组可得:
      2.5欧≤R2≤10欧.
      故正确的答案应选(A).
      小结:这类问题的通常解法是:先根据题给的电路图确定电路的连接方式及电表所测量的对象;再以不超过电流表和电压表的量程,列出几个含有所求未知量的不等式,联立不等式组即可求得.
      (初三)���
      注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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