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电阻的极值及范围怎么计算?

  估计应该说的是滑动变阻器问题,下面举例说明阻值范围问题。提出这样的问题,主要是这种问题中限制条件不止一个,处理问题时往往顾此失彼,不知从何入手。在此推荐一种方法,先理清题目的限制条件,然后建立不等式组,通过解不等式组求出阻值的范围。

  例题:如下图所示的电路中,

  解析:此题中,为保护电表不被损坏,需要考虑的问题有两点∶通过电流表的电流不超过0.6A,加在电压表两端的电压不超过3V。据此,可构建不等式组。设变阻器接入电路的电阻为Rx,则

  电路中的总电阻R=R1+Rx

  电路中的电流I=U/R=U/(R1+Rx)

  变阻器两端的电压U变=lRx=URx/(R1+Rx)

  为保护电表不被烧坏,则有l≤0.6A,U变≤3V

  即U/(R1+Rx)≤0.6A(1)

  URx/(R1+Rx)≤3V(2)

  将已知量代入(1)(2)并解这个不等式组得:

  2.5Ω≤Rx≤10Ω,即变阻器接入电路的阻值变化范围是2.5Ω~10Ω。

  你的问题描述中说明是九年级物理问题,我感觉你想了解的是含有滑动变阻器的计算问题,也就是求滑动变阻器变化范围的问题。今天,我以一个题目为例,科普一下解决这类问题用到的物理知识和解题的突破口及思路,希望对你有所帮助。

  如图,电源电压为6V,电阻R0=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R上标有“20Ω 0.5A”字样.求:为了保证电路安全,滑动变阻器R接入电路的最小阻值.

  此类题型主要考查欧姆定律、电功率的应用和串联电路电流、电压的规律、以及电路安全等知识点,涉及到的考点 有:欧姆定律的应用和串联电路电流、电压的规律,主 要以选择题和填空题的形式考查。由于涉及到多个物理量的变化,出错率较多。

  电路安全是指,电路中的最大电流不能超过电流表的量程、滑动变阻器的最大电流、特别注意题目中有小灯泡的时候,电路中的最大电流一定不能超过小灯泡正常发光的电流;用电器两端的电压不允许超过电压表的量程。

  1、欧姆定律及变形公式;

  2、串并联电路中电流、电压的规律;

  3、根据开关的断开和闭合及滑动变阻器的滑片的移动简化电路;

  4、找出涉及电路安全的电路元件;

  可以用物理的方法,同时考虑最大和最小电流,利用欧姆定律求出滑动变阻器最大和最小的电阻。我在平时教学中会给学生补充一个数学方法,这个比较便于理解,今天我以例题1为例主要讲解这个方法。

  分析例题:题目要求保证电路安全,我们根据电路图可以发现,必须保证电流表、滑动变阻器、电压表的安全;即电路中的电流不能超过电流表的量程和滑动变阻器的最大电流,电压表的示数不能超过电压表的量程。只有满足这两个条件,电路就安全了。即电路中电流I必须同时满足小于等于0.5A,小于等于0.6A,电流表和滑动变阻器就是安全的;电压表的示数小于等于3V,电压表就是安全的。于是就可以列出以下不等式:(用I表示电路中的电流,U1表示电压表的示数)

  以上不等式组可以化简为以下不等式组

  根据欧姆定律求出电路中的电流I和电压表的示数

  接这个不等式组就可以得出滑动变阻器的取值范围,从而得出滑动变阻器接入电路中的最小值。

  这个问题最好有个例题。针对性的讲解,理解才能透彻。

  一般来说,电路中会有一个滑动变阻器,还会有一个灯泡或电阻与滑动变阻器串联,电压表和电流表也会出现其中。

  做题之前,应该思考为什么会有电阻的极值,也即最小值和最大值,电阻最小,说明电流最大,电阻再减小,电流会超过刚才所说的最大电流值,为什么会有最大电流值呢?这就要看电路中的元件了,电流表不能超量程,所以0.6A就是最大电流值,到这里可能会出错,因为少考虑了其他元件允许通过的电流,例如灯泡的额定电流会设置成0.5A,所以综合之后电路中的最大电流就是0.5A,到这里看似正确了,但是忽视了滑动变阻器和电压表,例如电压表如果测量灯泡的电压,我们还要考虑,0.5A的电流,电压表会不会超过量程。如果超过量程3V了,就要用3V的电压求出电流,这个电流才是电路中的最大电流,用这个电流值求出电阻就是电路中的最小电阻!

  按照刚才设计的,电路中的最大阻值就是滑动变阻器阻值最大时!不过电压表如果测量的不是灯泡,而是测量滑动变阻器,那么需要考虑滑动变阻器的阻值越大,分的电压会越多,超过量程是不行的,所以当电压表的示数是3V时,滑动变阻器的阻值就不能再大了,此时电路中有最大电阻值!

  以上所说,电压表的量程选了3V,电流表选了0.6A,如果是选的其他量程,道理一样!

  最好对应一道例题,按照上面的思路梳理一下,效果更好!

  此问题是问滑动变阻器的取值范围吧?

  首先要了解滑动变阻器的作用:滑动变阻器的作用之一是保护电路,保护各电表不超过它们的量程;保护用电器不被烧坏。

  

电阻的极值及范围怎么计算?

  滑动变阻器的阻值越小,电路中的电流越大。而电流要涉及到电流表的所选量程、小灯泡的额定电流、滑动变阻器允许的最大电流,所以电流不能无限大,即滑动变阻器电阻一般不能小到0。要在上述几个电流中选择出最小的一个作为整个电路的最大电流,再以此电流计算出滑动变阻器的最小阻值。

  此类题中还涉及到电压表,多数情况电压表测滑动变阻器的电压。当滑动变阻器的阻值越大电压表的示数越大,但是电压表由于量程的限制,滑动变阻器的阻值不可能无限大,一般小于滑动变阻器的最大阻值。

  例题1:

  解答:

  当电流表的示数I=0.6A时,电路中电流最大,电阻最小,R1两端电压为U1=IR1=0.6A×15Ω=9V,滑动变阻器两端电压为为U2=U-U1=18V-9V=9V,滑动变阻器接入电路的电阻最小为R2=U2/I=9V/0.6A=15Ω,

  当电压表示数U2′=15V时,此时滑动变阻器连入电路的阻值最大,R1两端电压为U1′=U-U2′=18V-15V=3V,电路的电流为I′=U1′/R1=3V/15Ω=0.2A,滑动变阻器接入电路的电阻最大值为R2′=U2′/I′=15V/0.2A=75Ω,所以为了保证两个电表都正常工作,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围是15~75Ω。

  例题2:

  解答:

  

电阻的极值及范围怎么计算?

  总之,在遇到涉及求滑动变阻器接入电路的阻值范围的题目时,从滑动变阻器的保护作用入手,认真审题,全面考虑,定能化难为易、变复杂为简单,克敌制胜.

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