2024甘肅中考物理二輪專題復習 微專題 滑動變阻器滑片移動引起的動態(tài)電路計算 （課件）

滑動變阻器滑片移動引起的動態(tài)電路計算微專題重難點突破1甘肅近年真題及拓展2重難點突破方法指導滑動變阻器滑片移動引起的動態(tài)電路計算

串聯(lián)電路極值范圍：解題關鍵點是找最大、最小電阻求最大、最小電流.一、電路中電流最值：電源電壓不變，由I＝

＝

知(1)最大值：要使I最大，則R總應最小，即R滑最小時，I取最大值；若電路中有燈泡L，則最大電流一般取IL＝

；(2)最小值：要使I最小，則R總應最大，即R滑最大時，I取最小值．若電壓表并聯(lián)在R滑兩端，則最小電流為I＝

(UV為電壓表最大值，R為定值電阻)．二、滑動變阻器電阻最值：由

知，R滑＝()R，即R滑＝(－1)R.由U、R不變，UR＝IR，則I最小時R滑最大，I最大時R滑最小．三、電路功率最值：電源電壓不變，(1)由P＝UI可知，I最大時P最大，I最小時P最小；(2)由P＝

可知，R總最小時P最大，R總最大時P最??；四、滑動變阻器可接的最大功率：P滑＝U滑I＝(U－IR)I＝－I2R＋UI＝－R(I2－

I)＝－R(I－

)2＋

，即I＝

(此時R滑＝R)時取最大值，最大值P滑＝一題多設問例1

如圖所示，電源電壓恒定不變．閉合開關后，滑動變阻器的滑片P由b端移到某點c的過程中，電壓表的示數(shù)由4V變?yōu)?V，電流表的示數(shù)由0.2A變?yōu)?.3A．求：①當滑動變阻器滑片在b端時，滑動變阻器的阻值最大，此時電壓表的示數(shù)為______V，電流表的示數(shù)為______A；②滑片在c點時，電阻變小，電壓表示數(shù)為_____V，電流表示數(shù)為______A.40.230.3思路點撥(1)滑動變阻器的最大阻值；解：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流．當滑動變阻器的滑片P在b端時，電壓表的示數(shù)為4V，電流表的示數(shù)為0.2A，根據(jù)I＝

可得滑動變阻器接入電路的電阻為Rb＝

＝

＝20Ω(2)(核心考法)電源電壓；電源電壓U＝Ib(R1＋Rb)＝0.2A×(R1＋20Ω)①滑動變阻器的滑片P滑到c的過程中，電壓表的示數(shù)變?yōu)?V，電流表的示數(shù)變?yōu)?.3A，根據(jù)I＝

可得滑動變阻器接入電路的電阻Rc＝

＝

＝10Ω則電源電壓U＝Ic(R1＋Rc)＝0.3A×(R1＋10Ω)②聯(lián)立①②式可解得：U＝6V，R1＝10Ω(3)電路消耗的最大功率；滑動變阻器滑片P在a端時，電路為R1的簡單電路，電流最大，消耗的功率最大，為P大＝

＝

＝3.6W(4)(核心考法)當滑片位于b端時，100s內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量；當滑片P在b端時，100秒內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量Q1＝Ib2R1t＝(0.2A)2×10Ω×100s＝40J(5)(核心考法)滑動變阻器消耗的最大功率．當滑動變阻器接入電路中的電阻為R時，電路中的電流：I＝

＝

，滑動變阻器消耗的電功率：P2＝I2R＝()2R＝

＝

＝

＝

當R＝R1＝10Ω時，滑動變阻器消耗的電功率最大，則P2大＝

＝

＝0.9W例2如圖所示電路，電源電壓為5V，小燈泡規(guī)格為“4V

2W”(電阻不隨溫度變化而變化)，滑動變阻器R2上標有“20Ω

1A”字樣，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，求：①當電路中的________最大或________表示數(shù)最大時，電路中的電流最??；②當電路中的________最小或________表示數(shù)最大或________正常工作時，電路中的電流最大；總電阻電壓總電阻電流小燈泡思路點撥一題多設問(1)小燈泡正常發(fā)光時的電流和電阻；(2)電路中電流的范圍；解：小燈泡正常發(fā)光時的電流IL＝

＝

＝0.5A小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL＝

＝

＝8Ω由于小燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A，故電路中的最大電流為0.5A，當電壓表的示數(shù)為3V時，電路中的電流最小，為I?。?/p>

＝

＝0.25A故電路中的電流范圍為0.25～0.5A(3)(核心考法)滑動變阻器接入電路中電阻阻值范圍；(4)(核心考法)電路消耗的電功率范圍；當小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路阻值最小，為R滑?。?/p>

＝2Ω當電壓表示數(shù)為3V時，滑動變阻器阻值最大，為R滑大＝

＝12Ω所以滑動變阻器接入電路的阻值范圍是2～12Ω由P＝UI可知，電路消耗的最小功率為P＝UI?。?V×0.25A＝1.25W電路消耗的最大功率為P＝UI大＝5V×0.5A＝2.5W電路消耗的電功率范圍為1.25～2.5W(5)(核心考法)滑動變阻器消耗的最大功率；等于小燈泡的電阻時，此時滑動變阻器的功率最大，最大功率Pmax

＝0.78125W根據(jù)P2＝I2R2＝

可知，當滑動變阻器的阻值(6)小燈泡消耗的最小功率；小燈泡消耗的最小功率P燈?。絀小2RL＝(0.25A)2×8Ω＝0.5W甘肅近年真題及拓展1.(2023蘭州14題3分)如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，燈泡L上標有“6V

0.6W”的字樣，不考慮溫度對燈絲電阻的影響．閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P移動到中點時，燈泡L正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為4V；當滑片P移到阻值最大處時，燈泡L與滑動變阻器的電功率之比為(

)A.3∶4

B.4∶3

C.3∶2

D.2∶3A2.(2022蘭州16題3分改編)如圖甲所示，已知電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω

0.5A”．閉合開關S后，調節(jié)滑動變阻器的滑片P，得到電流表與電壓表的示數(shù)關系如圖乙所示．在保證電路安全的前提下，下列說法中正確的是(

)A.電源電壓為9VB.R1的阻值為20ΩC.滑動變阻器的取值范圍是2Ω～20ΩD.電路總功率的變化范圍是2W～3WC3.如圖甲所示的電路，在滑動變阻器R2的滑片P從B向A滑動的過程中，電壓表與電流表示數(shù)的變化關系如圖乙所示，則下列說法中正確的是(

)A.R1的阻值是20ΩB.當電流表的示數(shù)是0.4A時，R2接入電路的阻值是30ΩC.電源電壓是16VD.該電路的最大電功率為7.2WA4.(2022蘭州24題2分)如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變．閉合開關，將變阻器滑片從一端移動到另一端的過程中，兩只電壓表與電流表示數(shù)的變化關系圖線如圖乙所示，則電源電壓為________V，滑片移至最左端時10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量為________J.1565.如圖所示，滑動變阻器R2的最大阻值是20Ω，當滑片P移到B端時，閉合開關，R1兩端的電壓為2V，電流表的示數(shù)為0.2A，電源電壓保持不變．求：(1)R1的阻值；(2)電源電壓U；(3)滑片P移動過程中，R1消耗的最大功率．解：(1)R1＝

＝10Ω(2)滑動變阻器兩端的電壓U2＝IR2＝0.2A×20Ω＝4V串聯(lián)電路電源電壓U＝U1＋U2＝2V＋4V＝6V(3)當滑片P移到A端時，電路為只有R1的簡單電路，R1消耗的電功率最大

Pmax＝

＝3.6W6.如圖甲所示，電阻R1的阻值為20Ω，滑動變阻器R2上標有“50Ω

2A”的字樣，當滑動變阻器的滑片P移至a端時，閉合開關S，電流表的示數(shù)為0.3A.(1)求電源電壓U；(2)若將一只電壓表并聯(lián)接入該電路(A和B)、(B和C)或(A和C)中的某一部分電路兩端，調節(jié)滑動變阻器R2的滑片P，使電壓表的指針在圖乙所示的位置，請指出電壓表所有可能連接的位置，并求出滑動變阻器R2對應的電阻值.解：(1)當變阻器的滑片P移至a端時，變阻器連入電路的電阻為0，電路中只有R1，閉合開關S后，電流表

的示數(shù)為0.3A，即通過R1的電流I1＝0.3A，由歐姆定律得，R1的電壓(即電源電壓)：U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V(2)由圖知，若電壓表選用大量程，其示數(shù)為10V，而電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，電壓表示數(shù)不可能大于電源電壓，所以不存在這種情況；因此，電壓表只能選用小量程，其示數(shù)應為2V；則電壓表不能接在電源兩端，即不能接在AC間；當電壓表并聯(lián)在AB兩端時，此時電壓表測R1兩端的電壓，即U1＝2V，則滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝U－U1＝6V－2V＝4V，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可得：

，即：

，解得：R滑＝40Ω當電壓表并聯(lián)在BC兩端時，此時電壓表測R2兩端的電壓，即U滑′＝2V，此時R1兩端的電壓：U1′＝U－U滑′＝6V－2V＝4V，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可得：

，即：

，解得：R滑′＝10Ω；綜上可知，電壓表可接在AB間，對應的變阻器連入電路中的電阻為40Ω；電壓表也可接在BC間，對應的變阻器連入電路中的電阻為10Ω.7.如圖所示的電路，電源電壓保持不變，定值電阻R1的阻值為20Ω，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器R2的電阻，當滑片P從一端移動到另一端時，電流表的示數(shù)變化范圍為0.1A～0.5A．求：(1)電源電壓；(2)滑動變阻器R2的最大阻值；(3)通過計算說明滑動變阻器接入電路的電阻為多大時，它消耗的功率最大，并求出最大功率．解：(1)定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián)，電流表測電路中電流，當滑片滑到最左端時，滑動變阻器接入電路阻值為0，此時電流表示數(shù)最大為0.5A，由歐姆定律可知I＝

，即0.5A＝解得電源電壓U＝10V(2)當滑片滑到最右端時，滑動變阻器連入電路電阻最大，此時電流表示數(shù)最小為0.1A，由歐姆定律得I′＝

，即0.1A＝

，將U＝10V代入方程式，可得Rmax＝80Ω(3)電路中的電流I＝

，滑動變阻器消耗的功率P2＝I2R2＝則當滑動變阻器接入電路阻值等于R1的電阻時，它消耗的功率最大，Pmax＝

＝1.25W8.如圖所示的電路，電源電壓恒為18V，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，小燈泡L上標有“6V

3W”的字樣，滑動變阻器的規(guī)格為“100Ω

1A”．閉合開關S后，在確保兩個電表的示數(shù)均不超過所選量程，燈泡L兩端電壓不超過額定電壓(燈絲電阻不變)的前提下，求：(1)小燈泡的電阻RL；(2)滑動變阻器允許調節(jié)的阻值范圍；(3)電路消耗總功率的變化范