物理復(fù)習(xí):歐姆定律范圍題簡(jiǎn)單歸類(lèi)
來(lái)源:育路中小學(xué)頻道發(fā)布時(shí)間:2008-06-23 14:27:46
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歐姆定律部分涉及的范圍題,簡(jiǎn)單歸類(lèi)為如下三個(gè)類(lèi)型:
1.兩表示數(shù)反對(duì)應(yīng)的;
2.兩表示數(shù)正對(duì)應(yīng)的;
3.給范圍求其他物理量的。
類(lèi)型1.兩表示數(shù)反對(duì)應(yīng)的。這類(lèi)題的特點(diǎn)是:伏特表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓,當(dāng)電流表示數(shù)取到最大值時(shí),滑動(dòng)變阻器接入阻值最小,電壓表示數(shù)最小,當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí),滑動(dòng)變阻器接入阻值最大,電壓表示數(shù)最小。
例1.如圖1,電源電壓U=4.8V,電阻R1=6歐,變阻器R2的最大阻值為20歐,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V。為保護(hù)電表,變阻器接入電路的阻值范圍是( )
A.2~20歐 B.0~20歐
C.2~10歐 D.0~10歐
解析:解這種題的思路是:
1.先看串并聯(lián):這是一個(gè)串聯(lián)電路——R1和R2串聯(lián);
2.再看表測(cè)誰(shuí):電流表測(cè)串聯(lián)電流,電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓;
3.分析電路:順序是:從電阻到電流到電壓,電壓是先定值,后可變:假設(shè)滑片P往右移,則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,電路中的總電阻R總變大,電源電壓U一定,電路中的電流I=-就變小,說(shuō)明R1兩端的電壓U1=IR1就變小,所以R2兩端電壓U2=U-U1就變大,電壓表示數(shù)變大,當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值達(dá)到最大;可見(jiàn)電壓表量程限定了滑動(dòng)變阻器接入阻值的最大值;反之,當(dāng)滑片往左移時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,電路中的總電阻R總變小,電源電壓U一定,電路中的電流I=-就變大,電流表示數(shù)變大,當(dāng)電流表示數(shù)最大時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值達(dá)到最小,(即滑動(dòng)變阻器阻值再小,電流表就燒壞了),可見(jiàn)是電流表的量程限定了滑動(dòng)變阻器接入阻值的最小值。所以解題時(shí)只需分別取兩表示數(shù)的最大值,解出當(dāng)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值,再把解出的最大值和滑動(dòng)變阻器的最大阻值進(jìn)行比較,如果解出的最大值超過(guò)了滑動(dòng)變阻器的最大阻值,那最大值就取滑動(dòng)變阻器的最大值。否則,就取解出的兩個(gè)阻值為極值。
解:當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時(shí)
R總=-=-=8(Ω)
∴R1=R總-R2=8-6=2(Ω)
當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí),I’=I1’=-=-=0.3(A)
R2’=-=-=10(Ω)<20Ω
∴滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為2Ω~10Ω。所以此題選C。
類(lèi)型2.兩表示數(shù)正對(duì)應(yīng)的。這類(lèi)題的特點(diǎn)是:電壓表測(cè)的是定值電阻兩端的電壓,電壓表和電流表示數(shù)要變大都變大,要變小都變小,所以兩表量程限定的都是滑動(dòng)變阻器接入阻值的最小值,此時(shí)需取解出的兩個(gè)阻值中較大的,才不至于把另一塊表燒壞。那么滑動(dòng)變阻器接入的最大阻值就是它的總阻值了。
例2.在圖2所示的電路中,R1=4Ω,R2=6Ω,R3為滑動(dòng)變阻器,電源電壓為12伏且保持不變,所用電流表的量程是0~3A,電壓表的量程是0~3V。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為了使電流表、電壓表都不會(huì)損壞,那么滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻至少多大?
解析:1.先看串并聯(lián):這是一個(gè)串聯(lián)電路——R1、R2、R3串聯(lián);
2.再看表測(cè)誰(shuí):電流表測(cè)串聯(lián)電流,電壓表測(cè)R1兩端電壓;
3.分析電路:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片往左移時(shí),滑動(dòng)變阻器接入的電阻變小,電路中的總電阻變小,電路中的電流變大,電流表示數(shù)變大,同時(shí)定值電阻R1兩端的電壓也變大,所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入阻值最小時(shí),必須保證兩表都不燒壞。為此我們可先讓其中一塊表取到最大值,看會(huì)不會(huì)燒壞另一塊表,從而確定變阻器接入的最小阻值。
解:當(dāng)電壓表示數(shù)是3V時(shí):I=I1=-=-=0.75(A)
∵0.75A<3A ∴電流表不會(huì)損壞
∴電路中最大電流為0.75A,此時(shí)變阻器接入電路阻值最小。
又∵此時(shí)電路的總電阻R=- =-=16(Ω)
∴R3=R-R1-R2=16-4-6=6(Ω)
即為了使電流表、電壓表都不會(huì)損壞,滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻至少為6歐。
類(lèi)型3.給范圍求其他物理量的。這類(lèi)題通常會(huì)給兩表示數(shù)的變化范圍,一定注意兩表示數(shù)是正對(duì)應(yīng)還是反對(duì)應(yīng),通常的判斷方法是:若電壓表測(cè)的是定值電阻的電壓,那么兩表示數(shù)就是正對(duì)應(yīng),即電流表示數(shù)最大時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)也最大;若電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓,兩表示數(shù)就是反對(duì)應(yīng),即電壓表示數(shù)最大時(shí)電流表示數(shù)反而最小。
例3.如圖3所示的電路中,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)變化范圍是2.4~8V,電流表示數(shù)變化范圍是0.5~1.2A,則定值電阻R0的阻值及電源電壓各是多大?
解析:1.先看串并聯(lián):這是一個(gè)串聯(lián)電路——R0和R/串聯(lián);
2.再看表測(cè)誰(shuí):電流表測(cè)串聯(lián)電流,電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器R/兩端電壓;
3.分析電路;假設(shè)滑片向右移,則R/變大,電路中總電阻變大,而電源電壓一定,所以電路中的電流減小,即電流表示數(shù)變小,這時(shí)R0兩端電壓一定減小,所以R/兩端電壓變大,可見(jiàn)電流表示數(shù)越大時(shí),電壓表示數(shù)越小,所以當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時(shí),電流表示數(shù)應(yīng)為1.2A,當(dāng)電壓表示數(shù)是8V時(shí),電流表示數(shù)應(yīng)為0.5A,即兩表示數(shù)是反對(duì)應(yīng)的。據(jù)此畫(huà)出等效電路圖為:
解:利用電源電壓相等列方程:
U=U
U1+I1·R0=U2+I2·R0
2.4+1.2R0=8+0.5R0
解得R0=8(Ω)
U=U1+I1·R0=2.4+1.2×8=12(V)
說(shuō)明:此題易錯(cuò)點(diǎn)在于容易當(dāng)成正對(duì)應(yīng),即當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí),電壓表示數(shù)為2.4V,解題時(shí)要根據(jù)對(duì)電路圖的分析確定兩表示數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
當(dāng)然,范圍題還有并聯(lián)的題型,請(qǐng)同學(xué)們具體問(wèn)題具體分析,仿此進(jìn)行分類(lèi)總結(jié),則此類(lèi)問(wèn)題可深入掌握。
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