动态电路变化范围问题-2020年中考物理必考题型

动态电路变化范围问题-2020年中考物理
必考题型
专题30：动态电路变化范围问题
考点剖析：
为什么滑动变阻器接入阻值不能太小或太大？在电路中，电流和电阻成反比关系。

当变化电阻阻值减小时，电路中电流增大，但实际电流值不能超过电路允许通过的电流最大值。

当阻值增大时，电压会增大，但不能超过其两端允许的电压最大值。

因此，滑动变阻器接入的阻值有下限和上限。

题型说明与设计：
在中考电学中，考查的主要是串联电路情况，很少考查并联电路。

在串联电路中，有下列五种题型：
1.最大电流限制型→求滑动变阻器最小值；
2.定值电阻最大电压限制型→求滑动变阻器最小值；
3.变化电阻最大电压限制型→求滑动变阻器最大值；
4.电流表、电压表反对应型，电流、电压都有限制→求滑动变阻器的阻值范围；
5.电流表、电压表正对应型，电流、电压都有限制→求滑动变阻器的最小值。

对于第四种题型，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表示数取到最大值时，电压表示数最小；滑动变阻器接入阻值最大，电压表示数最大时，电流表示数最小。

当电流达到最大值时，滑动变阻器阻值达到最小，再减小阻值会烧坏电路。

因此，滑动变阻器接入电路的阻值应该同时满足电路中对电流和电压的要求。

对于第五种题型，电压表测定值电阻两端的电压，电压表和电流表示数同时增大或减小。

两表量程限定的都是滑动变阻器接入阻值的最小值，此时需解得两个阻值中较大值，才不至于把电路烧坏。

因此，滑动变阻器接入电路的阻值范围应该考虑电流表量程、变阻器的安全电流值和其他用电器的允许最大电流，三者中最小值为电路可通过电流最大值。

题型一：最大电流限制型，求滑动变阻器最小值。

例1：在电路中，小灯泡的标称电流为0.5A，标称电压为3.6V。

滑动变阻器的最大阻值为15Ω，电源电压为6V，电流
表量程为0-0.6A。

为了保证电路各元件安全，滑动变阻器的
阻值变化范围应该为多少？
解析：根据题意，电路中允许通过的最大电流为0.5A，
所以滑动变阻器接入的最小值为Rmin=U/I=6V/0.5A=12Ω。

因此，滑动变阻器的阻值变化范围应该为 4.8Ω-15Ω。

答案为C。

题型二：定值电阻最大电压限制型，求滑动变阻器最小值。

例2：在电路中，电源电压为18V，滑动变阻器R1的最
大阻值为4.8Ω。

为了保护电压表和电流表，滑动变阻器R1的
阻值变化范围应该为多少？
解析：由于电流表量程为0-0.6A，所以电路中的最大电
流为0.6A。

因此，电路中的总电阻为R总
=U/I=18V/0.6A=30Ω。

根据滑动变阻器与R1串联，可得到R1
的阻值范围为10Ω-100Ω。

答案为B。

题型三：电流表、电压表反对应型，电流、电压都有限制，求滑动变阻器的阻值范围。

例3：在电路中，电源电压为8V，电压表量程为0-3V，
电流表量程为0-0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“6V3W”字样。

若闭合开关，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，灯L
正常工作时，滑动变阻器的功率为1W。

为了保证电路中各元
件安全工作，滑动变阻器允许接入电路的最大阻值是7.2Ω，
最小阻值是4Ω。

解析：滑动变阻器与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器
两端的电压，电流表测电路中的电流。

根据P=UI可得，灯泡
正常发光时电路中的电流为IL=PL/VL=3W/6V=0.5A。

由于滑
动变阻器的功率为1W，可以得到滑动变阻器的最大阻值为Rmax=P/I^2=1W/(0.5A)^2=4Ω。

因此，滑动变阻器的阻值范围
应该为4Ω-7.2Ω。

压，电流表用于测量电路中的电压和电流。

对于串联电路，各处的电流相等，因此灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量
程为0～0.6A，最大电流I大=0.5A。

此时，变阻器接入电路
中的电阻最小，根据Ohm定律，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为R总=9Ω，RL=6Ω。

由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，因此滑动变阻器接入电路中的最小阻值为R小=3Ω。

对于图中的电路，灯L标有“3V0.9W”，小灯泡电阻不随温度改变，滑动变阻器R上标有“50Ω，1A”的字样，电压表量程为0～3V。

当灯L正常工作时，电流为0.3A。

电路中的最大电流I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大。

根据Ohm定律，电路中的最小阻值和灯泡的电阻分别为
R=15Ω，RL=10Ω。

滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，因此滑动变阻器接入电路中的最小阻值为R小=5Ω。

当电压表的示数UR=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，灯泡两端的电压为UL′=1.5V。

根据Ohm定律，电路中的电流为I 小=0.15A。

滑动变阻器接入电路中的最大阻值为R大=20Ω，因此滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是5Ω～20Ω。

故答案为：0.3；5Ω～20Ω。

的阻值至少应为20Ω。

在图示电路中，R0是一个定值电阻，其阻值为10Ω。

R1
则是一个滑动变阻器，其最大阻值为10Ω。

电流表的量程为
0-0.6A，而电压表的量程为0-3V。

此外，电源电压始终保持
在12V。

为了确保电路能够正常工作，定值电阻Rx的阻值至
少应为多少呢？
解答：当滑动变阻器接入电路时，阻值为10Ω，电压表的读数为3V。

此时，电路中的最大电流为0.3A，小于电流表的
量程0-0.6A。

由于串联电路中，串联电路两端电压等于各部
分电压之和，因此R两端电压为U=IR=0.3A×10Ω=3V。

因此，定值电阻Rx的最小阻值为20Ω。

因此，为了确保电路能够正常工作，定值电阻Rx的阻值
至少应为20Ω。