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文檔簡介
1、關(guān)于滑動(dòng)變阻器的一些常識(不可輕視)例 1 、在下面的四個(gè)圖中,電源電壓不變,利用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電燈能使其從亮到熄滅的正確電路是:D分析:首先,我們要注意題意所說的“從亮到熄滅”這四個(gè)字。既要滿足這四個(gè)字,又要使電路不能出現(xiàn)短路或燒毀電源等故障。對于 A 項(xiàng),當(dāng)滑片 P 向左滑動(dòng)時(shí),確實(shí)可能使電燈 L 調(diào)到熄滅,但是 P 滑到最左端時(shí),在燈泡熄滅的同時(shí),整個(gè)電路就要發(fā)生短路, 電源會(huì)被燒毀。對于 B項(xiàng),從圖中可以看出,無論怎樣移動(dòng)滑片,電燈L 只做明亮或暗淡的變化,絕對不會(huì)熄滅。對于 C項(xiàng),滑片 P滑到最右端時(shí),電燈 L 會(huì)熄滅,但電源也會(huì)短路,會(huì)燒毀。滑片 P 滑到最左端時(shí),燈泡會(huì)因?yàn)槎搪范?/p>
2、不亮。無論怎樣滑,燈都不會(huì)亮。 對于 D 項(xiàng),當(dāng)滑片 P 移到最右端時(shí),導(dǎo)線將電燈 L短路,電燈就要熄滅。例 2 、如下圖所示,是用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)燈泡亮度的幾種方案中,你認(rèn)為可能達(dá)到目的的方案是:CLLBC 分析:題中要用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)燈泡的亮度,又不能使電路出現(xiàn)差錯(cuò),對于 移動(dòng)滑片,燈泡都被短路,不會(huì)亮,所以可以排除 A 項(xiàng)。 對于 D 項(xiàng),無論怎樣移動(dòng)滑片,滑動(dòng)變阻器和燈泡都被短路,燈泡都不會(huì)亮。 對于 B項(xiàng),滑動(dòng)變阻器采用了三個(gè)接線柱,由 B 圖可知,滑動(dòng)變阻器連入電路的部分與燈泡并聯(lián),燈泡的亮度不會(huì)發(fā)生改變。所以也 可排除 B項(xiàng)。而且, B 圖中滑片滑到最下端時(shí),燈泡可能被短路,電源會(huì)
3、燒壞。例 3 、滑動(dòng)變阻器的兩大用途(限甲圖流,乙圖分壓)R1 RA 項(xiàng),無論滑片在最下面,中間,還是最上面,無論怎樣在甲圖中,當(dāng)滑片 P 在最左端時(shí), R1 兩端的電壓最大,當(dāng)滑片 P 在最右端時(shí), R1 兩端的電壓最小,這個(gè)最小值為 U÷(RR1 )×R1在乙圖中,當(dāng)滑片 P 在最左端時(shí), R1 兩端的電壓為電源電壓,當(dāng)滑片 P 在最右端時(shí), R1 兩端的電壓為 0 ,很顯然,圖乙的連接方式 可以使電阻 R1 兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍更廣,可以使 R1 兩端電壓的調(diào)節(jié)效果更明顯。例 4 、用滑動(dòng)變阻器可以控制通過電路中某一電阻 的電流,那么,是否能夠控制這個(gè)電阻兩端的電壓呢?
4、請你設(shè)計(jì)出一個(gè)電路,試一試。分析:當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的一部分與電阻 R1 并聯(lián)時(shí),就可以控制 R1 兩端的電壓大小。 (實(shí)際電路如右圖所示)壓式)例 5 、我們都知道,當(dāng)把滑動(dòng)變阻器連入電路中時(shí),可以通過移動(dòng)滑片來改變電路中的電阻,從而改變電路中的電流,使連在電路中 的燈泡變亮或者變暗,那么,能做到使一個(gè)燈泡變亮的同時(shí)另一個(gè)燈泡變暗嗎?想一想,試著作出電路圖。 (左圖為限流式,右圖為分L2L1RRL1 S L分析:在左圖中,滑片將變阻器分成因而通過燈 L1 的電流反而減小,燈 在右圖中,滑片向右移動(dòng)時(shí),R1 和 R2 兩個(gè)部分,燈 L1 和 L2 在兩個(gè)支路里,當(dāng)滑片 P 向右移動(dòng)時(shí),與燈 L1
5、串聯(lián)的 R1 增大, 變暗,與燈 L2 串聯(lián)的電阻 R2 減小,因而通過 L2 的電流增大,燈 變大,分壓變大,燈 L1 變亮。 R2 變小,分壓變小,燈 L2 變暗。L1R1歐姆定律一章中的滑動(dòng)變阻器題型R1 7,滑動(dòng) 變阻器 R2 的最大阻值為 30 ,若電流表采用 0 至 0.6A 量程,電壓表采用 0至 3V 量程,為了不使電流表和電壓表損壞,求滑動(dòng)變阻器 解:(1)要保證兩表都不損壞,應(yīng)該先確定以哪只表為最低標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)電壓表示數(shù)為 流為 I3,則 I33V÷70.43A ,電流表不會(huì)燒壞。當(dāng)電流表的示數(shù)是 0.6A 時(shí), R1兩端的電壓為 U1 ,則:U1 0.6A
6、5;74.2V 此時(shí)不符合題意,電壓表超過量程,可能會(huì)燒壞。經(jīng)過上述計(jì)算,現(xiàn)在只能取電壓表的最大量程 3V 為依據(jù), 最小電壓為 U2 ,則:U2 9V 3V 6V ,設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的最小電阻為例 1 、如圖所示電路,電源電壓為9V,R2 的取值范圍。6V ×7÷3V 14故滑動(dòng)變阻器 R2 的取值范圍為 14至 30 注意:例 1 和例 2 是不同的,電壓表測的對象不一樣!L2 變亮。R13V 時(shí),設(shè)整個(gè)電路中的電當(dāng)電壓表的最大量程為 3V 時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最小,設(shè)R2a R2 bR2 兩端的,則根據(jù)歐姆定律,可得: U1 ÷R1 U2 ÷
7、;R2 ,所以R2U2 ×R1 ÷U1例 2 、如圖所示,電流表量程為 0 至 0.6A ,電壓表量程為 路的電阻太小時(shí),電路中電流會(huì)超過電流表量程,當(dāng)滑動(dòng)變阻器 的電阻太大時(shí), R2 兩端的電壓會(huì)超過電壓表的量程。求:在不超過電流表、電壓表量程的情況下,滑動(dòng)變 阻器連入電路的電阻的變化范圍。 解法一:設(shè)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為 R,0至15V ,電阻 R1 30 ,電源電壓 24V 恒定不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電 R2 連入電路我們使用一個(gè)簡章的方法來列一個(gè)不等式方程組,如下:24V ÷(RR1 )0.6A1)S24V ÷(R R1)×R15
8、V2)代入 R1 30 ,解( 1)( 2)兩個(gè)方程組可得10 R50 注意:不能把( 2 )式列成: 0.6 ×R15V 。因?yàn)楫?dāng)電壓表的示數(shù)為 15V 時(shí),電流表的示數(shù)不一定為0.6A解法二:當(dāng)電流表的示數(shù)最大時(shí), R2 連入電路中的電阻最小,設(shè)最小值為 R3,當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí), R2 連入電路中的電阻最大,設(shè)最大值為 R4,則:當(dāng) I 0.6A 時(shí), U I( R3 R1 ), R3 U ÷I R1 24V ÷0.6A 3010當(dāng)電壓表的最大示數(shù) U2 為 15V 時(shí),設(shè)此時(shí)電路的電流為 I2 ,則:I2 U2 ÷R4 ( U U2 )
9、7;R1( 24V 15V)÷300.3AR4U2 ÷I2 15V ÷0.3A 50例 3 、如圖所示,電源兩端電壓不變。閉合開關(guān),滑動(dòng)變阻器滑片 表示數(shù)在 6V9V 之間變化。則定值電阻A.3 15VB.6 15VP 在某兩點(diǎn)之間滑動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)在R 的阻值及電源兩端的電壓分別是C.3 12VD.6 12V解:設(shè)電源電壓為÷R16V 變至U, 安 安定值電阻的阻值為R,則:1)2)2)兩個(gè)二元一次方程,可得(U9V)(U6V)解( 1)和例 4 、如圖所示,電源兩端電壓不變,當(dāng)開關(guān)÷R2R 3 ,U 12VS 閉合后,移動(dòng)滑片 P ,改變
10、滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,使電壓表的示數(shù)從 2V ,同時(shí)觀察到電流表的示數(shù)從 0.5A 變至 1A ,則定值電阻 R0 的阻值和電源 電壓分別為: 8、10V 解:設(shè)電源電壓為 U, R1 的阻值為 R,則:(U6V )÷R 0.5A(1)(U2V )÷R 1A(2)解( 1)和( 2)兩個(gè)二元一次方程,可得 R8,U10V 例 5 、滑動(dòng)變阻器的滑片在某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù)范圍在R 的阻值及電源電壓分別是:R3、12V定值電阻的阻值為 R,則:1A 至 2A 之間,電壓表的示數(shù)范圍在 6V 至 9V 之間,則定值電阻2A 與 6V 是對應(yīng)的,設(shè)電源電壓為 U ,1)
11、2)解:1A與9V 是對應(yīng)的, R( U9V )÷1A R( U6V )÷2A 解( 1)( 2 )兩式可得 R3,U12VR1V例 6 、如圖所示,電源兩端電壓不變,當(dāng)開關(guān)S 閉合后,移動(dòng)滑片 P ,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為 的示數(shù)為 3V ,則前后兩次通過定值電阻 解法一:設(shè)第一次電流為 I1 ,I1 6V ÷R0I2 3V ÷R0R4 時(shí),R0 的電流之比為( 第二次電流為 I2 ,則:(1)(2)電壓表的示數(shù)為 6V ,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為 R 時(shí),電壓表 2: 1),電源電壓為( 9V )由( 1)、(2)兩式可得: I1: 當(dāng)變阻
12、器接入電路中的電阻為 電壓為 6 伏,設(shè)此時(shí)電路中的電流為U 總,則: I1 當(dāng)變阻器接入電路中的電阻為U 總 3V I2×R 3V ( 3V ÷R0 )×R,又因?yàn)閮纱坞妷合嗟?,即?6V ( 6V ÷R0 )×(R4 ) 3V( 3V ÷R0 )×R,可推出 R:R02:1I22:1R4 時(shí), R0 兩端的I1 ,電源電壓為6V ÷R0,U 總 6V I1×(R4)6V ( 6V÷R0)×(R4)R 時(shí), R0 兩端的電壓為 3 伏,設(shè)此時(shí)電路中的電流為 I2 ,電源電壓為 U 總
13、,則: I23V÷R0 ,U 總 3V ( 3V ÷R0)×R 9V求第二步時(shí)運(yùn)用了(兩次電壓相等這一規(guī)律) (解此題時(shí)不要昏了頭):設(shè)電源為 U ,則:(U 6 )÷(R4 ):( U 3)÷R2:1,求得 U9V例 7、如圖所示,電壓 U8V 保持不變, R1 12 ,滑動(dòng)變阻器的滑片 P 從一端到另一端的過程中,電壓表的示數(shù)從 則 R2 的阻值為( 4 ),滑動(dòng)變阻器的最大阻值為(解法二(更簡單,更直觀)3V 變到 6V ,16 )解:根據(jù)題意可知: R1×U÷(R1R2): R1×U÷(R1R2R
14、3) 6: 3 經(jīng)過化簡后得: 又因?yàn)椋?R1 × 聯(lián)立( 1 )(2 )12 R2 R3(1)U÷(R1R2) 6V ,代入數(shù)值,即: 兩式可得: R2 4 ,R3 16 12 R216 (2)R1R2a R3 b例 8、如圖所示,當(dāng)開關(guān) S閉合后,滑動(dòng)變阻器滑片 P 在 B 端時(shí),電壓表示數(shù)為 9V ,電流表示數(shù)為 0.15A ,滑片 P在中點(diǎn) C時(shí)電壓 表的示數(shù)為 6V ,求:( 1 )滑動(dòng)變阻器 R1的最大阻值( 2)電源電壓和 R2 的阻值 解:當(dāng)滑片 P在 B 點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大,此時(shí) (2)滑片 P 在中點(diǎn) C 時(shí),設(shè)電路中的電流為 I2 ,則
15、: I26V ÷ 此時(shí)電源電壓 UI2×(R1÷2) R2(1)又因?yàn)?P在 B點(diǎn)時(shí),有: U9V0.15A ×R2 (2) 聯(lián)立( 1)、(2)兩個(gè)二元一次方程,解得: U18V ,R260R1 9V ÷0.15A 6060÷2) 0.2AR1A C BV本題充分利用了電壓相等這一特點(diǎn))當(dāng)開關(guān)S閉合后,滑動(dòng)變阻器 R2的滑片 P移到 B端時(shí), R2接入電路的電阻為 60 ,此時(shí)電壓表示數(shù)為 5.6V ,向左移動(dòng)滑片 P使 R2接入電路的電阻為 30 時(shí),電壓表示數(shù)為 8V ,求電源電壓和 R1 的阻值。 解:設(shè)電源電壓為 U,當(dāng)變阻
16、器 R2 接入電路的電阻為 60 時(shí),R1 兩端的電壓為 U1 5.6V ,則 R2兩端的 電壓為 UU1 ,根據(jù)串聯(lián)電路的電流相等這一特點(diǎn)得: U1 ÷R1( U U1 )÷R2,即:例 9 、如圖所示,電源電壓保持不變, R1 為阻值不變的定值電阻。R1SA R2 B5.6V ÷R1( U 5.6V )÷60(1)當(dāng)變阻器接入電路的電阻為 30 時(shí),有:8V ÷R1( U 8V )÷30(2)A1R1A2SA2R2R140聯(lián)立( 1)、(2)兩個(gè)二元一次方程,解得: U14V , 例 10 、如圖所示, R1 是 0 至 50 的
17、滑動(dòng)變阻器,電流 表 A1 的量程是 0 至 0.6A ,A2 量程是 0 至 3A ,電阻R2 3.6 ,電源電壓為 9V 并保持不變,閉合開關(guān)后, 為了使兩電流表都能正常工作,變阻器連入電路中的 阻值變化范圍是: 18至 50 解:設(shè)通過 R2 的電流為 I2 ,通過 R1 的電流為 I1 , A2 測的 是干路中的電流,設(shè)為 I,則 I I1 I2 ,由歐姆定律可得:I2 U ÷R29V ÷3.6 2.5A ,由此可知通過 R1 的電流不能超過3A 2.5A 0.5A ,所以 R1 接入電路中的電阻的最小值為 U÷0.5A 18 想一想:如果 R1超過了 1
18、8 ,則通過 R1 的電流一定會(huì)小于 0.5A ,R1 接入電路中的電阻越大,則通過 A1 的電流就會(huì)越小。 例11、如圖所示, R110,R2<R1,R30至20,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P在a端時(shí),電流表示數(shù)為 0.36A ,那么當(dāng)滑動(dòng)變阻器 的滑片 P在 b 端時(shí),電流表的示數(shù)可能是: AA、 0.16AB、0.26AC、0.36AD、0.46A解:當(dāng) P在 a端時(shí),只有 R1和R2 接入電路,設(shè)此時(shí)電路中的電流為I1U÷(R1R2) U ÷(10 R2 ) 0.36A(1)當(dāng)滑片 P在b 端時(shí),R1、R2和R3串聯(lián)接入電路,設(shè)此時(shí)電路中電流為I2,則:I2U
19、47;(R1R2R3)U÷(30 R2)2)由( 1)( 2 )兩式可得: I2( 10R2)÷(30R2)×0.36A (3) 因?yàn)?R2<R1,所以 0<R2< 10,當(dāng) R20 時(shí), I20.12A ,當(dāng) R210時(shí),I20.18A所以 I2 的取值范圍是: 0.18A > I>0.12A、如圖所示,電路中電源電壓保持不變,電流表量程是0至 3A,電阻 R2 12 ,當(dāng)開關(guān) S閉合時(shí),將滑動(dòng)變阻器R1 的滑片 PS滑到中點(diǎn),此時(shí)電流表的讀數(shù)為 1.5A ,當(dāng) P 滑到 b 點(diǎn)時(shí)電流表的讀數(shù)為(1 )變阻器 R1 的總阻值為多少?
20、(2 )電源電壓 U 的大?。?)允許接入電路的變阻器的最小阻值。解:設(shè)電源電壓為 U,變阻器 R1 的總阻值為 R1,當(dāng)滑片 P 在中點(diǎn)時(shí),有關(guān)系如下:UI1 ×R并 I1×0.5R1 ×R2÷(0.5R1 R2)代入 I1 1.5A ,可得:U 1.5 ×0.5R1 ×12 ÷(0.5R1 12 )(1)當(dāng)滑片 P在 b 點(diǎn)時(shí),有關(guān)系如下:UI2×R并I2×R1×R2÷(R1R2),代入 I21A ,可得:U1×R1×12 ÷(R1 12 )(2)聯(lián)立
21、( 1)(2)兩式,或者用( 1)÷(2),可解得: R1 12,U6V 設(shè) R1 接入電路的最小阻值為 R1,此時(shí)電流表的最大讀數(shù)為 I3 3A ,此時(shí) R總U÷R6V÷3A2,因?yàn)椋?R總1R11R2,代入 R總 2,可解得: R12.4 電功率一章中的滑動(dòng)變阻器題型P 從一1)變阻器的最大阻值2)變阻器接入電路的阻值多大時(shí)?小燈泡恰好正常發(fā)光?3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí), 3 分鐘內(nèi)電流通過變阻器產(chǎn)生的熱量是多少?解:小燈泡的規(guī)格是“ 10V , 10W ”,設(shè)燈泡的電阻為 RL,則 RLU2÷P10 ,滑動(dòng)變阻器在最小處時(shí),燈泡上的電功率最大,這時(shí)燈
22、泡上的電壓為 12V ,燈泡消耗的功率為:PU2÷R14.4W 。當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大 時(shí),燈泡上消耗的功率最小,最小值為:P(最?。?14.4 ÷4 3.6W此時(shí),燈泡兩端的電壓最小,最小值為: U PR 3.6 10 6此時(shí)滑動(dòng)變阻器上的電壓為: 12V 6V6V,此時(shí)通過燈泡的電流就是通過變阻器的電流,設(shè)為I,則:I6V÷100.6A ,所以變阻器的最大電阻為:R(最大) 6V ÷0.6A 10 2)燈泡正常發(fā)光時(shí),通過燈泡的電流為:IP 額÷U 額1A此時(shí)變阻器兩端的電壓為: U12V 10V 2V ,這時(shí)變阻器連入電路的阻值
23、為:RU÷I2V ÷1A2(3)根據(jù) QI2Rt,代入 I1A,R2,t 180 秒,得 Q360 例 2 、如圖所示的兩種簡易調(diào)光臺(tái)燈的原理圖一樣嗎?哪種設(shè)計(jì)更合理? 分析:左圖不能使燈泡熄滅 而右圖能夠使燈泡熄滅, 而且,右圖的調(diào)節(jié)范圍更廣 一些。例 3、如圖所示,電源電壓 U18V ,燈泡 L 的額定電壓為 9V ,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P移至中點(diǎn)時(shí),燈泡 L 正常發(fā)光,當(dāng)滑片P 移至最右端時(shí),燈泡 L 的實(shí)際功率為 6W ,則燈泡的額定功率和滑動(dòng)變阻器的最大阻值分別為: 解:設(shè)燈泡的電阻為 R1 ,根據(jù)題意,當(dāng)滑片 P 在中點(diǎn)時(shí), 燈泡 L正常發(fā)光,即燈泡 L 分得的
24、電壓為 9V ,此時(shí)滑動(dòng) 變阻器分得的電壓也為 9V ,此時(shí)燈泡的電阻 R1 的阻值 與滑動(dòng)變阻器最大阻值的一半是相等的,若設(shè)滑動(dòng)變阻 器的全部阻值為 R,則: R1 0.5R ,當(dāng)滑片 P 移至最右13.5W 、12 端時(shí),燈泡 L 的實(shí)際功率為 6W ,即:P 實(shí) I2R1 6W 18V ÷(R1R) 2R1 18V ÷(R1 2R1 ) 2R1 6W解得 R16,所以 R12 燈泡 L的額定功率: P 額U2÷R(9V)2÷613.5W例 4、如圖所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān) S后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 在某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為 4V
25、 ,移動(dòng)滑動(dòng)變阻 器的滑片 P,使電流表的示數(shù)增大 0.2A ,通過計(jì)算得出電阻 R 的電功率增大了 2W ,則此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少?該定值電阻的阻值 是多少?解:設(shè)滑片沒有移動(dòng)時(shí)電路中電流為 I1,滑片 P 移動(dòng)后 電路中的電流為 I2 ,定值電阻 R 的阻值為 R,其電功 率的改變量為 P,設(shè)滑片 P 沒有移動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)為經(jīng)典之題)如圖所示,標(biāo)有“ PZ10 10 ”字樣的小燈泡,與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接入12V 的電源中,當(dāng)變阻器的滑片端滑向另一端時(shí),小燈泡的實(shí)際功率增大為原來的 4 倍,求:U1 ,U1 4V ,設(shè)滑片 P 移動(dòng)后,電壓表的示數(shù)為 U2 , 則根據(jù) PI2R 可得:P
26、2W ( I2 ) 2R( I1)2R( I2I1)(I2I1)RI(U2 U1 ) 0.2A ×(U2 4V ) 2W ,可求得 U26V 所以: RU÷I(6V4V)÷0.2A10 常規(guī)解法:根據(jù) PU2÷R 可得滑片沒有移動(dòng)時(shí) R 的電功率為( 4V)2÷R 根據(jù) PI2R 可得滑片移動(dòng)后電阻 R 的電功率為( 4V÷R0.2A)2R根據(jù)題意可得: ( 4V ÷R0.2A )2 R( 4V ) 2÷R 2W ,解得 R10 上面的運(yùn)算非常繁瑣,要運(yùn)用一元二次方程的知識。 設(shè)移動(dòng)滑片后電壓表的示數(shù)為 U ,則:
27、UI×R( 4V ÷10 0.2A )×10 6V例 5、( 10 朝陽二模) 如圖所示電路,電源電壓為 12V 且保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P在A 點(diǎn)的位置,可使其正常發(fā)光。若在電路中改接一個(gè)“變阻器的滑片 P 在 B點(diǎn)的位置,也可以使該燈泡正常發(fā)光,在這一過程中,下列說法正確的是:25 ,若電路中連接“ 6V 3W ”的燈泡,4V 2W ”的燈泡,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)ACDAA 點(diǎn)在 B 點(diǎn)的左側(cè)B 電壓表的示數(shù)由 6V 變?yōu)?4VC電流表在兩種情況下示數(shù)均為 0.5AD兩種狀態(tài)下電路的總功率相等 解:規(guī)格為“ 6V,3W
28、”字樣的燈泡的一些 參數(shù)為: U6V,I0.5A ,電阻 R12 規(guī)格為“ 4V,2W ”字樣的燈泡的一些參數(shù)為:U 4V , I 0.5A ,R8 設(shè)變阻器第一次(滑片 P 在 A 點(diǎn))接入電路的阻值為R1 12V ÷0.5A 12 12 設(shè)變阻器第二次(滑片 P在 B 點(diǎn))接入電路的阻值為 R2,則: R2 12V ÷0.5A 8 16 P在 A 點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為: U0.5A ×12 =6VP 在 B 點(diǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為: U0.5A ×16 8V第一次電路的總功率為: P1 I2RI2( 12 12 )第二次電路的總功率為: P2I2RI2(8
29、16 )例 6、如圖所示電路,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片 P 置于變阻器的中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為時(shí),電壓表的示數(shù)變化了 2V ,在 15s 內(nèi)定值電阻 R1 產(chǎn)生的熱量為 60 焦,則下列結(jié)果正確的是:4V ,當(dāng)滑片 P置于變阻器的 b 端 CA、電源電壓為 10VB、R1 的阻值為 18 C、滑動(dòng)變阻器 R 的最大阻值為 9D、R1 先后兩次消耗的電功率之比為 4: 3 解:由題意可知 R1 的電功率為 P1 4W ,設(shè)變阻器的 總阻值為 R,設(shè)電源電壓為 U ,則:當(dāng)滑片 P 在中點(diǎn)時(shí),有關(guān)系如下:8V ÷R( U4V )÷R1(1)S當(dāng)滑片 P在變阻器 b 端時(shí)
30、,電壓表的示數(shù)為 6V (因?yàn)樽兇罅?2V ),有關(guān)系式:6V ÷R( U6V )÷R12)因?yàn)?R1 的電功率 P14W ,根據(jù) PUI ,可得關(guān)系式如下:4W ( U6V)×(6V÷R)(3)由( 3)式可得: U6V2R/3(4)U4V (2R/3) 2 ( 5)6 2R 1R 3 R1將( 4)代入到( 2)式中得:82R1將( 5)代入到( 1)式中得:( 2)(7)R3R13 2R 2R再用( 6 )÷( 7)得:( 2)(8 )4 3 3由( 8)式解得 R9,U12V ,R19 設(shè) R1 第二次消耗的功率為 P2,則根據(jù) PI2
31、R 可得:而不是 4 :3P2 12V ÷(99)2×94W 所以 R1 先后兩次消耗的電功率之比為 1 :1,例 7 、如圖 9 所示的電路中,電源電壓4V保持不變,燈 L 上標(biāo)有“ 3V 1.5W ”字樣,電流表的量程為( 0 06)A,電壓表的量程為( 03 )V,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是20。當(dāng)開關(guān) S 閉合后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P,在保證電路安全的情況下,下述判斷正確的是 BCA 電壓表的示數(shù)的變化范圍為 03VB燈 L 消耗的最小功率小于 0.2WC電路中的電流最大為 0.5A (09 門頭溝二模 )D 滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻越小 ,它消耗的電功率越小解:
32、燈泡 L的一些參數(shù)為:額定電壓 U3V,額定電流 I0.5A ,電阻 R6 變阻器 R1 連入電路的阻值的范圍必須滿足以下兩個(gè)條件:4V ÷(RR1 )0.6A(1)上面的不等式是錯(cuò)誤的,因?yàn)闊襞莸念~定電流是 0.5A ,所以只能列( 2)式 4V ÷(RR1 )0.5A(2)4V ÷(RR1)×R1 3V(3)代入 R6,解( 2)(3)兩個(gè)不等式組可得 2R1 18只要變阻器有一點(diǎn)點(diǎn)連入電路,它兩端的電壓就不會(huì)為 0,故 A 選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。當(dāng)變阻器連入電路的阻值為 18 時(shí),電路中的電流最 小,最小值為:I 4V ÷(18 6)( 1/6
33、)A ,此時(shí)燈泡 L消耗的功率最小, P(最?。?I2R(1/6) ×(1/6 )×6=(1/6) W,所以 B選項(xiàng)是正 確的。電路中的最大電流為 I(最大),則 I(最大) 4V ÷(62)0.5A尤其要注意的是:因?yàn)闊襞莸念~定電流為 0.5A ,所以電路中的最大電流只能為 0.5A ,否則的話,燈泡就會(huì)被燒毀! 當(dāng)變阻器連入電路的阻值為 2 時(shí),它消耗的電功率為:PI2R4V÷(26) 2×20.5W 當(dāng)變阻器連入電路的阻值為 18 時(shí),它消耗的電功率為: PI2R 4V÷(186)2×180.5W 由此可知: D 選項(xiàng)
34、也是不對的。例 8、如圖所示電路,電源電壓為 U7.5V ,且保持 不變, R為保護(hù)電阻, L為標(biāo)有“ 6V,3W ”的小燈 泡,不考慮燈絲電阻隨溫度的變化,電流表量程 為0至 0.6A ,電壓表量程為 0至3V,閉合開關(guān)后, 當(dāng)滑片移到最左端時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光,要求 兩電表的示數(shù)均不超過各自的量程,則保護(hù)電阻R 的功率變化范圍是( 0.27 至 0.75W )RPLVUS解:燈泡 L的一些參數(shù)是:額定電壓 U6V,額定電流 I0.5A ,R12當(dāng)滑片移到最左端時(shí),電路中只有R和燈泡 L,此時(shí)電流中的電流為 0.5A ,此時(shí)保護(hù)電阻 R 的阻值為 3,此時(shí)保護(hù)電阻 R的功率最大,為 PI2R
35、 0.75W當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為 3V 時(shí),此時(shí)電路中的電流最小,設(shè)最小值為I,則 I( 7.5V 3V)÷(123)0.3A此時(shí)保護(hù)電阻 R的功率為 PI2R 0.09 ×3 0.27W例 9、某同學(xué)做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)電路如圖所示,已知他所用的電流表量程為0 至 0.6A ,電壓表的量程為 0 至 3V ,電源電壓為 6V保持不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 50 ,定值電阻 R0為 10,S閉合后,在實(shí)驗(yàn)操作無誤的情況下,正確的說法是:CR0A 、電流表最大示數(shù) 0.6A B、滑動(dòng)變阻器消耗的最小功率為 0 C、電壓表的最小示數(shù)為 1V D 、電阻 R0 消耗的最大功率為 1.8W 解法一:設(shè)經(jīng)過 R0 的電流為 I0,R0 兩端的電壓為 U0 ,則滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)過程中,必須滿足兩 條件,即:( 1) I0 0.6
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