物理復(fù)習(xí):歐姆定律范圍題簡單歸類

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  歐姆定律部分涉及的范圍題,簡單歸類為如下三個類型:
  
  1.兩表示數(shù)反對應(yīng)的;
  
  2.兩表示數(shù)正對應(yīng)的;
  
  3.給范圍求其他物理量的。
  
  類型1.兩表示數(shù)反對應(yīng)的。這類題的特點是:伏特表測的是滑動變阻器的電壓,當電流表示數(shù)取到最大值時,滑動變阻器接入阻值最小,電壓表示數(shù)最小,當電壓表示數(shù)最大時,滑動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):這是一個串聯(lián)電路??R1和R2串聯(lián);
  
  2.再看表測誰:電流表測串聯(lián)電流,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓;
  
  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,當電壓表示數(shù)最大時,滑動變阻器阻值達到最大;可見電壓表量程限定了滑動變阻器接入阻值的最大值;反之,當滑片往左移時,滑動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,當電流表示數(shù)最大時,滑動變阻器阻值達到最小,(即滑動變阻器阻值再小,電流表就燒壞了),可見是電流表的量程限定了滑動變阻器接入阻值的最小值。所以解題時只需分別取兩表示數(shù)的最大值,解出當時滑動變阻器接入的阻值,再把解出的最大值和滑動變阻器的最大阻值進行比較,如果解出的最大值超過了滑動變阻器的最大阻值,那最大值就取滑動變阻器的最大值。否則,就取解出的兩個阻值為極值。
  
  解:當電流表示數(shù)為0.6A時
  
  R總=-=-=8(Ω)
  
  ∴R1=R總-R2=8-6=2(Ω)
  
  當電壓表示數(shù)為3V時,I‘=I1‘=-=-=0.3(A)
  
  R2‘=-=-=10(Ω)<20Ω
  
  ∴滑動變阻器接入電路的阻值范圍為2Ω~10Ω。所以此題選C。
  
  類型2.兩表示數(shù)正對應(yīng)的。這類題的特點是:電壓表測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變阻器接入阻值的最小值,此時需取解出的兩個阻值中較大的,才不至于把另一塊表燒壞。那么滑動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。在實驗過程中,為了使電流表、電壓表都不會損壞,那么滑動變阻器連入電路的電阻至少多大?
  
  解析:1.先看串并聯(lián):這是一個串聯(lián)電路??R1、R2、R3串聯(lián);
  
  2.再看表測誰:電流表測串聯(lián)電流,電壓表測R1兩端電壓;
  
  3.分析電路:當滑動變阻器的滑片往左移時,滑動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,同時定值電阻R1兩端的電壓也變大,所以當滑動變阻器接入阻值最小時,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,看會不會燒壞另一塊表,從而確定變阻器接入的最小阻值。
  
  解:當電壓表示數(shù)是3V時:I=I1=-=-=0.75(A)
  
  ∵0.75A<3A ∴電流表不會損壞
  
  ∴電路中最大電流為0.75A,此時變阻器接入電路阻值最小。
  
  又∵此時電路的總電阻R=- =-=16(Ω)
  
  ∴R3=R-R1-R2=16-4-6=6(Ω)
  
  即為了使電流表、電壓表都不會損壞,滑動變阻器連入電路的電阻至少為6歐。
  
  類型3.給范圍求其他物理量的。這類題通常會給兩表示數(shù)的變化范圍,一定注意兩表示數(shù)是正對應(yīng)還是反對應(yīng),通常的判斷方法是:若電壓表測的是定值電阻的電壓,那么兩表示數(shù)就是正對應(yīng),即電流表示數(shù)最大時對應(yīng)的電壓表示數(shù)也最大;若電壓表測的是滑動變阻器的電壓,兩表示數(shù)就是反對應(yīng),即電壓表示數(shù)最大時電流表示數(shù)反而最小。
  
  例3.如圖3所示的電路中,電源電壓保持不變,當滑動變阻器的滑片P在某兩點間移動時,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):這是一個串聯(lián)電路??R0和R/串聯(lián);
  
  2.再看表測誰:電流表測串聯(lián)電流,電壓表測滑動變阻器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R0兩端電壓一定減小,所以R/兩端電壓變大,可見電流表示數(shù)越大時,電壓表示數(shù)越小,所以當電壓表示數(shù)為2.4V時,電流表示數(shù)應(yīng)為1.2A,當電壓表示數(shù)是8V時,電流表示數(shù)應(yīng)為0.5A,即兩表示數(shù)是反對應(yīng)的。據(jù)此畫出等效電路圖為:
  
  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)
  
  說明:此題易錯點在于容易當成正對應(yīng),即當電流表示數(shù)為0.5A時,電壓表示數(shù)為2.4V,解題時要根據(jù)對電路圖的分析確定兩表示數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。
  
  當然,范圍題還有并聯(lián)的題型,請同學(xué)們具體問題具體分析,仿此進行分類總結(jié),則此類問題可深入掌握。

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