2024九年級物理全冊訓(xùn)練9滑動變阻器的取值范圍新版滬科版

訓(xùn)練9滑動變阻器的取值范圍影響電路安全的因素：①電壓表、電流表量程；②小燈泡參數(shù)；③滑動變阻器規(guī)格等。問題如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，電流表量程為“0～0.6A”，滑動變阻器規(guī)格為“15Ω2A”，小燈泡標(biāo)有“3.0V0.5A”的字樣(燈絲電阻不變)。在電路安全的情況下，求滑動變阻器阻值的變化范圍?！舅季S路徑】請寫出解題過程：1．標(biāo)有“5Ω0.8A”的定值電阻R1和標(biāo)有“20Ω0.5A”的滑動變阻器R2連接在如圖所示的電路中，其中電源電壓為4.5V，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。閉合開關(guān)，在保證電路安全的情況下，下列說法正確的是()A．電路中允許通過的最大電流為0.8AB．電流表的示數(shù)變化范圍是0.5～1.8AC．電壓表的示數(shù)變化范圍是2～3VD．滑動變阻器的阻值調(diào)節(jié)范圍是9～15Ω2．在如圖所示的電路中，已知電源電壓為4.5V且保持不變，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，定值電阻R1標(biāo)有“2.5V5Ω”字樣，滑動變阻器R2標(biāo)有“10Ω1A”字樣。在保證電路安全的前提下，下列判斷正確的是()A．電路中允許通過的最大電流為0.6AB．滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的最小阻值為4ΩC．電壓表的示數(shù)變化范圍為1.5～3VD．當(dāng)滑片向右滑動時，電壓表和電流表的示數(shù)之比變大3．【利用電壓表測量小燈泡電阻】標(biāo)有“2V0.5A”字樣的小燈泡(燈絲電阻不變)和標(biāo)有“20Ω1A”字樣的滑動變阻器連接在如圖所示的電路中。已知電源電壓為6V，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，電流表、電壓表示數(shù)的變化范圍分別是多少？訓(xùn)練9滑動變阻器的取值范圍【經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)過程】15Ω；0～3V；電壓表示數(shù)為3V；0～0.6A；0.5A；2A；0.5A解：小燈泡的電阻RL＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(3.0V,0.5A)＝6Ω。電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為2A，小燈泡的額定電流為0.5A，故當(dāng)電路中電流為0.5A時，滑動變阻器接入電路的阻值最小，電路總電阻最小，R總min＝eq\f(U0,IL)＝eq\f(4.5V,0.5A)＝9Ω?；瑒幼冏杵鹘尤腚娐纷钚∽柚禐镽min＝R總min－RL＝9Ω－6Ω＝3Ω。當(dāng)電壓表示數(shù)為最大值3V時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，此時小燈泡兩端電壓為UL′＝U0－UV＝4.5V－3V＝1.5V，電路中電流為I＝eq\f(UL′,RL)＝eq\f(1.5V,6Ω)＝0.25A，滑動變阻器接入電路的最大阻值為Rmax＝eq\f(UV,I)＝eq\f(3V,0.25A)＝12Ω。所以滑動變阻器的取值范圍為3～12Ω?！疽?guī)律應(yīng)用】1．C點撥：標(biāo)有“5Ω0.8A”的定值電阻和標(biāo)有“20Ω0．5A”的滑動變阻器串聯(lián)在電路中，由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，所以，電路中的最大電流為Imax＝I滑大＝0.5A，即電路中允許通過的最大電流為0.5A，故A錯誤；電路中的最小總電阻：R總min＝eq\f(U,Imax)＝eq\f(4.5V,0.5A)＝9Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑min＝R總min－R1＝9Ω－5Ω＝4Ω；滑動變阻器兩端的最小電壓為：U滑min＝ImaxR滑min＝0.5A×4Ω＝2V，即電壓表的示數(shù)最小為2V；當(dāng)滑動變阻器的全部電阻接入電路中時，此時電路中的電流：Imin＝eq\f(U,R1＋R滑max)＝eq\f(4.5V,5Ω＋20Ω)＝0.18A，此時滑動變阻器兩端的電壓：Umax＝IminR滑max＝0.18A×20Ω＝3.6V＞3V，所以，滑動變阻器接入電路中的電阻不能為20Ω，則滑動變阻器兩端的最大電壓應(yīng)為3V，所以，電壓表示數(shù)的變化范圍是2～3V，故C正確；因串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，定值電阻兩端的最小電壓為：U1min＝U－U滑max＝4.5V－3V＝1.5V，電路中的最小電流為：Imin′＝eq\f(U1min,R1)＝eq\f(1.5V,5Ω)＝0.3A，則電流表示數(shù)的變化范圍是0.3～0.5A，故B錯誤；滑動變阻器接入電路中的最大電阻為：R滑max′＝eq\f(U滑max,Imin)＝eq\f(3V,0.3A)＝10Ω，則滑動變阻器阻值變化范圍是4～10Ω，故D錯誤。2．B點撥：由電路圖知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。定值電阻R1允許通過的最大電流為：I1大＝eq\f(U1大,R1)＝eq\f(2.5V,5Ω)＝0.5A，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以，電路中的最大電流I大＝I1大＝0.5A，即電路中電流不超過0.5A，故A錯誤；當(dāng)R1兩端的電壓最大為2.5V時，變阻器接入電路中的電阻最小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，變阻器兩端的最小電壓：U2＝U－U1大＝4.5V－2.5V＝2V，由I＝eq\f(U,R)可得，變阻器接入電路中的最小阻值：R2小＝eq\f(U2,I大)＝eq\f(2V,0.5A)＝4Ω，故B正確；當(dāng)變阻器接入電路中的電阻最大時，電壓表的示數(shù)最小，電路中的電流最小，此時電路中的最大總電阻：R總大＝R1＋R2＝5Ω＋10Ω＝15Ω，則電路中的最小電流：I小＝eq\f(U,R總大)＝eq\f(4.5V,15Ω)＝0.3A，由I＝eq\f(U,R)可得，電壓表的最小示數(shù)為：U1小＝I小R1＝0.3A×5Ω＝1.5V，則電壓表示數(shù)的變化范圍為1.5～2.5V，故C錯誤；電壓表和電流表的示數(shù)之比等于R1的阻值，由于R1的阻值不變，所以當(dāng)滑片向右滑動時，電壓表和電流表的示數(shù)之比不變，故D錯誤。3．解：由燈泡銘牌信息可得，燈泡的額定電壓為2V。電壓表量程為0～3V，所以電壓表最大示數(shù)為2V；燈泡的額定電流為0.5A，電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以電路中最大電流為0.5A，燈泡的電阻R＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(2V,0.5A)＝4Ω；當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電