人教版九年级全册第4节 变阻器课文配套课件ppt

九年级物理重难点微讲座

第27讲   滑动变阻器的取值范围

【知识讲解】

一、电压表测定值电阻的电压

1.常见模型电路图

2.设电源电压为U，电压表允许的最高电压为U表，电流表允许通过的最大电流为I表。

若电路中的最大电流为I表，电压表的最大示数为UR最大=I表R，此值若大于U表，则电路的最大电流为I最大=U表/R。当电路中的电流最大时，电路中的总电阻最小为R总最小=U/I最大，此时滑动变阻器取得最小值R滑最小=U/I最大-R。滑动变阻器取得的最大值为该滑动变阻器的最大阻值。即U/I最大 -R≤R滑≤R滑最大。

二、电压表测滑动变阻器的电压

1. 常见模型电路图

2.设电源电压为U，电压表允许的最高电压为U表，电流表允许通过的最大电流为I表，滑动变阻器允许通过的最大电流为I滑，则电路中允许通过的最大电流为I表和I滑中较小值。当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，此时UR=U-U表，电路中的最小电流I最小= ，滑动变阻器接入电路中的最大值为R滑最大= = 。当电路中的电流最大时，电路的总电阻最小，R总最小=U/I最大。R滑最小= U/I最大-R。即U/I最大-R≤R滑≤

【例题分析】

【例题】按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“20Ω  1A”字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”。完成下列问题：

（1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是______；

（2）若R1=6Ω，为保证电路安全，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为______。

【分析】（1）闭合开关后，电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表示数接近电源电压，说明R1断路。

（2）电流表量程为“0～0.6A”，则电路中的最大电流为0.6A。当电流表的示数为0.6A时，电路的总电阻最小: R最小= = =10Ω，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值：R滑最小=R最小—R1=10Ω-6Ω=4Ω。

【答案】R1断路    4Ω 

【实践应用】

1.如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器、小灯泡L（灯丝电阻不变）分别标有“20Ω  1A”、“2.5V  0.5A”字样。在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项中正确的是（　　）

A．电流表的示数变化范围是0.24A～0.5A

B．电压表的示数变化范围是1.2V～3V

C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω～20Ω

D．滑动变阻器的最大电功率1.8W

2.如图所示是“伏安法测电阻”的实验电路图，R为待测电阻，阻值约为5Ω。实验器材有：滑动变阻器（规格为10Ω 2A）、电压表（量程分别为0～3V、0～15V）、电流表（量程分别为0～0.6A、0～3A）、电源（3节新干电池串联）。为使测量时能较准确地读数（指针最好偏过中间刻度线），则电压表应选      的量程，电流表应选     的量程；为了保证两电表安全，应控制滑动变阻器的阻值大约在        的范围内移动。

3.如图甲所示电路，电源电压保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，R1 和R2中的某个电阻其“I－U”关系图线如图乙所示．求：（1）电源电压；（2）定值电阻R1的阻值；（3）滑动变阻器R2的阻值变化范围。

【参考答案】

1. 【答案】AC

【解析】

ABC．由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。因电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，灯泡正常发光时的电流为0.5A，所以，由串联电路中各处的电流相等可知，电路中的最大电流I大=0.5A，此时灯泡两端的电压是2.5V，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，滑动变阻器两端的电压：U滑小=U-UL大=6V-2.5V=3.5V,滑动变阻器接入电路的最小阻值：R小= = =7Ω，灯泡的电阻：RL= = =5Ω。变阻器连入电路的最大时，通过电路的电流最小，电流的最小值：I小= = =0.24A，电压表的示数最小，电压表的示数为：UL小=I小RL=0.24A×5Ω=1.2V。

电流表的示数变化范围是0.24A～0.5A，电压表的示数变化范围是1.2V～2.5V，滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω～20Ω，AC正确，B错。

D．滑动变阻器的最大电功率：P滑最大= I2R滑=（）2 R滑= ，当RL=R滑=5Ω时，变阻器的电功率最大，最大值为：P滑最大= = = 1.8W。D错。选AC。

2. 【答案】   0～3V    0～0.6A    2.5Ω～10Ω

【解析】电源是3节新干电池串联，电压为4.5V，电压表如果用0～15V的量程，指针偏转的角度太小，所以用0～3V。此电路的最大电流约为：I=U/R=3V/5Ω=0.6A，如果选用0～3A的量程，最大电流指针也无法偏转至中间的刻度，所以要用0～0.6A的量程。当电路中的最大电流是0.6A时，电源电压为4.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，最小为：R滑最小=U/I最大-R=4.5V/0.6A-5Ω=2.5Ω；因为滑动变阻器的最大阻值为10Ω，所以为了保证两电表安全，应控制滑动变阻器的阻值大约在2.5Ω～10Ω的范围内移动。

3. 【答案】（1）6V   （2）10Ω   （3）0≤R2≤20Ω

【解析】（1）由图像可知，乙图为R1的“I －U”图像，当滑片P在最左端时，U电源＝UR1＝6V 。                                 

（3）              R1= U1/I1=6V/0.6A=10Ω  。                       

（3）由图可知，当滑片在最右端时，I=0.2A，R总= U总/I=6V/0.2A=30Ω  ，R2= R总 －R1 =30Ω－10Ω=20Ω   。 滑动变阻器R2的阻值变化范围为0≤R2≤20Ω。