第四講：電學(xué)壓軸題之范圍問題(老師)

授課講義學(xué)員姓名年級(jí)九年級(jí)科目物理日期時(shí)段授課教師雷老師課題第四講：電學(xué)壓軸題之基本范圍問題授課目標(biāo)掌握電學(xué)壓軸題范圍問題的特征；掌握解題的基本方法；授課內(nèi)容：步驟：步驟：滑動(dòng)過程中的限制因素：A表滑動(dòng)過程中的限制因素：A表R1兩端V表R2（銘牌）一、電壓表接在定值電阻兩端AAR2VR1S步驟：步驟：滑動(dòng)過程中的限制因素：A表滑動(dòng)過程中的限制因素：A表R2兩端V表R2（銘牌）二、電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端RR2PR1SAV范圍問題統(tǒng)一步驟：范圍問題統(tǒng)一步驟：注意一些語句意思：題型一：圖1SPR2VAR1ba例1圖1SPR2VAR1ba（1）通過電阻R1的電流。（2）電源電壓。（3）為了保證電路能正常工作及各電表不致?lián)p壞，求滑動(dòng)變阻器的取值范圍。Tips：（1）電阻R1和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)電阻R1的電壓根據(jù)歐姆定律可計(jì)算通過電阻R1的電流．

（2）當(dāng)滑片在滑動(dòng)變阻器的最右端a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的為最大電阻．根據(jù)串聯(lián)電路總電阻為各分電阻之和結(jié)合歐姆定律可計(jì)算電源電壓．

（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻全連入時(shí)，電路中的電流最??；當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入的電阻減小時(shí)，電路中的電流增大；根據(jù)電流表的量程可知電路允許通過的最大電流為0.6A，求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的電阻值得出滑動(dòng)變阻器的取值范圍．Key（1）通過電阻R1的電為0.375A．（2）電源電壓為9V．

（3）滑動(dòng)變阻器的取值范圍應(yīng)為11～20歐．【教學(xué)建議】:牢固掌握歐姆定律，并能結(jié)合串聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律靈活運(yùn)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)物理量。例2：圖2abAR1SPcVR圖2abAR1SPcVR2（1）電阻R1的阻值；（2）滑片P移至滑動(dòng)變阻器上的c處時(shí)，變阻器兩端的電壓；（3）為了保證兩個(gè)電表在原來量程情況下都能正常工作，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值范圍。Key（1）R1＝（U－U2）/I1（或U1/I1）＝（6伏－5伏）/0.1安＝10歐（2）Ucb＝U－UR1（或U－IcR1）＝6伏－0.2安×10歐＝4伏（3）分析電路中最大電流為0.6安，所以電流表能正常工作；電壓表要能正常工作，R1兩端的電壓必須小于3伏，所以I最大＝U最大/R1＝0.3安R2最?。剑║－UR1最大）/I最大＝（6伏－3伏）/0.3安＝10歐變阻器R2的阻值范圍是10～50歐【教學(xué)建議】：思想方法同上練習(xí)題：1．如圖3所示的電路中，電源電壓為18伏不變，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω2A”字樣，閉合電鍵S，電流表A的示數(shù)為1安，電壓表示數(shù)為4伏。求：圖3 ①電阻R1圖3 ②電路中的最小電流I最小。 ③在電壓表和電流表不改變量程的情況下，為使電路正常工作，滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值范圍。Key①R1=U1/I1=4伏/1安=4歐②I最小=U/（R1+R2）=18伏/（4歐+20歐）=0.75安③電路中最大電流I最大=2安R總=U/I最大=18伏/2安=9歐R2=R總-R1=9歐-4歐=5歐R2的阻值范圍是5歐—20歐。【教學(xué)建議】:關(guān)鍵是公式和規(guī)律的靈活應(yīng)用，難點(diǎn)是電路中最大電流的確定，解題時(shí)要注意滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流。圖4R1R2SP2．在圖4所示的電路中，電源電壓為6伏，電阻R1的阻值為圖4R1R2SP①求此時(shí)電阻R1兩端的電壓U1。②在電路元件不被損壞的情況下，求變阻器R2接入電路的最小阻值R2min。答案：題型二：例1：在圖5所示的電路中，電源電壓為6伏，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“101A”字樣。閉合電鍵S，電流表的示數(shù)為0.5安，電壓表的示數(shù)為2伏。求：圖5R2P圖5R2PR1SAV（2）電阻R1的阻值。（3）若電流表選用0～0.6安量程，電壓表選用0～3伏量程。在電路安全的條件下，滑動(dòng)變阻器R2連入電路中電阻變化的范圍。Key（1）R2=U2/I=2伏/0.5安=4歐（2）R1=U1/I=（U－U2）/I=（6伏－2伏）/0.5安=8歐（3）當(dāng)I最大＝0.6安時(shí) R2最小=R最?。璕1=U/I－R1=6伏/0.6安－8歐=2歐當(dāng)U2最大＝3伏時(shí)R2最大=U2最大R1/（U－U2最大）＝3伏×8歐/（6伏－3伏）＝8歐所以，滑動(dòng)變阻器連入電路中電阻變化的范圍是2歐～8歐【教學(xué)建議】:對(duì)于電流表和電壓表在同一個(gè)電路中，使其中一個(gè)滿量程工作，要保證另一個(gè)的安全使用，不要顧此失彼，這是學(xué)生最容易出錯(cuò)的地方。例2：在圖6所示的電路中，R1的阻值為20歐，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“20歐，1安”的字樣，電壓表有“0～3伏、0～15伏”兩個(gè)量程，電流表有“0～0.6安、0～3安”兩個(gè)量程。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片p至最左端，閉合電鍵S，電流表示數(shù)為0.3安。求：（1）電源電壓。PV）AR2R1S圖6（2）PV）AR2R1S圖6（3）現(xiàn)有三個(gè)定值電阻，分別為4歐、6歐和11歐，設(shè)想從中選擇一個(gè)電阻來替換R1，要求閉合電鍵S，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片p的過程中，兩電表指針分別能達(dá)到某量程的滿刻度，且電路能正常工作。①應(yīng)選用歐的電阻代替電阻R1。②通過計(jì)算求出滿足題目要求滑動(dòng)變阻器R2的使用范圍。Key（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片p移至最左端時(shí)，R2連入電路的阻值為0歐。U電源＝IR1＝0.3安×20歐＝6伏（2）UR1＝I′R1PR1＝I′UR1＝0.2安×0.2安×20歐＝0.8瓦（3）①6②滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值范圍是4歐~6歐?！窘虒W(xué)建議】:對(duì)于電流表和電壓表在同一個(gè)電路中，使其中一個(gè)滿量程工作，要保證另一個(gè)的安全使用，不要顧此失彼。練習(xí)題：1:在圖7所示的電路中，電源電壓為18伏且不變，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“10Ω2A”字樣。閉合電鍵S，電流表A的示數(shù)為1.2安，電壓表V的示數(shù)為6伏。求：。（1）電阻R1的阻值。（2）現(xiàn)有三個(gè)滑動(dòng)變阻器，分別為“5Ω3A”、“20Ω2A”和“50Ω2A”，請(qǐng)從中選擇一個(gè)來替換變阻器R2，要求：閉合電鍵后，在移動(dòng)變阻器滑片P的過程中，兩電表的示數(shù)分別能達(dá)到某個(gè)量程的最大值，且電路能正常工作。①應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器為_____________。②滿足上述要求時(shí)，該滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍。Key（1）電阻R1的阻值是10Ω．

（2）①“50Ω

2A”；②滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是20Ω～50Ω圖圖7R1SR2APV【教學(xué)建議】:對(duì)于電流表和電壓表在同一個(gè)電路中，使其中一個(gè)滿量程工作，要保證另一個(gè)的安全使用，不要顧此失彼，這是學(xué)生最容易出錯(cuò)的地方。圖82：在圖8所示的電路中，電源電壓為7.5V且不變，R1的電阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω2A”字樣，閉合電鍵S后，電壓表的示數(shù)為2.5V圖8（1）滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值。（2）如果電路中電壓表、電流表都使用小量程，為了不損壞電壓表、電流表，保證電路正常工作，變阻器R2連入電路的阻值范圍。Key（1）滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值為5Ω；

（2）電阻R1消耗的電功率為2.5W；

（3）變阻器R2連入電路的阻值范圍為2.5Ω～6.67Ω．【教學(xué)建議】:對(duì)于電流表和電壓表在同一個(gè)電路中，使其中一個(gè)滿量程工作，要保證另一個(gè)的安全使用，不要顧此失彼。綜合題：1、在如圖9（a）所示的電路中，電源電壓恒定保持不變，電阻R1的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω2A”，選用的電壓表如圖（b）所示，閉合電鍵S后電路中的電流為1安，電壓表V1和V2的指針指在同一位置。①求電阻R1兩端的電壓U1②求此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率P2。③現(xiàn)有阻值為2Ω、5Ω、8Ω的電阻三個(gè)，第一，應(yīng)選擇的電阻阻值為__________Ω。V2V2V1R1R2SP（a）圖9（b）Key:（1）10V（2）10W或2W根據(jù)題意，可以判斷V2量程為0-15V，電源電壓U=20V若選擇2Ω，電路V1和V2必然有一個(gè)超出量程；若選擇5Ω，Imax=2A，Imin=1A，ΔI=1A若選擇8Ω，Imax=1.875A，Imin=0.71A，ΔI=1.165A題型三：并聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器問題例1：在圖10（a）所示的電路中，電源電壓6伏恒定不變，電阻R1為20歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω2A”字樣。閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2上的滑片P移至某處時(shí)，電路中兩個(gè)電表的指針恰好指在相同的位置上，其表盤如圖15（b)所示。求：⑴通過電阻R1的電流。⑵變阻器連入電路的阻值R2。⑶在電路中各元件都能正常工作，且各電表的量程選擇合適的情況下，滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值范圍。 圖圖10(a)(b)Tips：（1）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出通過電阻R1的電流；

（2）根據(jù)確定電流表A1、A2的指針位置相同，確定滑動(dòng)變阻器上電流的可能值，分析利用歐姆定律求出變阻器連入電路的阻值R2；

（3）因R1、R2并聯(lián)，且R1為定值電阻，所以滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值變化沒有影響，則在電路中各元件都能正常工作的條件下，滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值只與電流表A2選擇的量程有關(guān)，所以分別判斷電流表A2的量程在0～0.6A、0～3A時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值范圍．Key（1）通過電阻R1的電流為0.3A．

（2）變阻器連入電路的阻值R2是20Ω或4Ω．

（3）滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值范圍是：①電流表A2接0～0.6A時(shí)10Ω≤R2≤20Ω，

②電流表A2接0～3安時(shí)3Ω≤R2≤10Ω．【教學(xué)建議】:關(guān)鍵是根據(jù)兩個(gè)電表的指針恰好指在相同的位置上和電流表A2的量程確定電流表A2的示數(shù)，所以解答時(shí)因電流表A2的量程不能確定，要分兩種情況分析解答。例2.在圖11（a）所示的電路中，電源電壓恒定不變，電阻R1為20歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω2A”字樣。閉合電鍵S，滑動(dòng)變阻器R2上的滑片P移至某處時(shí)，電路中兩個(gè)電表的指針恰好指在相同的位置上，如圖13（b)所示。求：（1）電源電壓U。（2）變阻器連入電路的阻值R2。（3）改變滑片位置，在電路中各元件都能正常工作的情況下，滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值范圍。圖1圖11A(b)012300.20.40.6(a)ASR2R1A1PTips：（1）由電路圖可知，兩電阻并聯(lián)接在電源兩端，電流表A測(cè)干路電流，電流表A1測(cè)通過電阻R1的支路電流，電流表A的示數(shù)應(yīng)大于A1的示數(shù)，而兩個(gè)電流表指針位置相同，則電流表A選擇的是大量程，電流表A1選擇的是小量程，由圖b確定電流表的分度值，讀出電流表的示數(shù)，然后由歐姆定律求出電源電壓．

（2）由并聯(lián)電路特點(diǎn)求出通過電阻R2的電流，然后由歐姆定律求出電阻R2的阻值．Key（1）電源電壓是6V．

（2）變阻器連入電路的阻值是5Ω．【教學(xué)建議】:考查了求電源電壓、電阻阻值問題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，確定電流表的量程，讀出電流表示數(shù)是正確解題的關(guān)鍵，熟練應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律即可正確解題；確定電流表量程，讀出電流表示數(shù)是本題的難點(diǎn)。R1R1圖12PA1R2A2S1、在圖12所示的電路中，電源電壓保持不變。電阻R1的阻值為30歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“202A”字樣。電流表A1與電流表A2都有“0~0.6A”和“0