2024年中考物理复习-------电学取值范围问题（基础必会）（精品讲义）

这是一份2024年中考物理复习-------电学取值范围问题（基础必会）（精品讲义），共5页。
【诀窍】
最大电流器表量，求解范围需统筹。
【浅释】
电路中的最大电流受用电器规格、电流表量程和定值电阻两端电压表量程的限制，在计算电流表、电压表和滑动变阻器取值范围（电路安全）问题时，要全盘考虑，注意统筹。不要丢三落四，顾此失彼。
【详解】
取值范围类问题，在期中、期末会直接考试，在中考中间接考试，一般是电学计算题的某一小问。
此类题目要求有很强的思维能力。介于“为了得分”这个目的（请不要骂我“唯分数论”），现将这类题目的做题步骤整理如下。
要求：一定要理解每一步的思路以及方法。若不理解，也可以死记硬背（不提倡）。
此类题目常考图形如下：
已知条件：电路电源电压为U总，灯泡L规格，这类题中灯泡电阻一般不变，滑动变阻器R规格，电流表量程，电压表量程。
开关闭合后，要保证每个元件均安全。即满足两点：
1.不能超过允许通过的最大电流；
2.电表不能超过量程
现分析如下：
1.判断电路中的最大电流Imax
电路中的最大电流受三方面限制：
①用电器规格（即允许通过的最大电流）；②电流表量程；③定值电阻两端电压表。
上面三个数值中，最小值者即为整个电路中允许通过的最大电流Imax。
2.计算滑动变阻器的最小值RPmin
3.计算滑动变阻器的最大值RPmax
①当滑动变阻器两端没有电压表时（上图中没有V2），滑动变阻器可以随意增大，因此最大值为规格标注的最大值；
②当滑动变阻器两端有电压表时（上图中有V2），计算方法如下：令电压表V等于最大量程，即U满（满偏电压），利用串联电路中，电压之比等于电阻之比即：
（本式子中，U电源、U满、R定均为已知量）
4.计算电路中的最小电流Imin
本类型题，只要求出电流的范围，其他物理量均能够轻松求出。
【例题】
如图（a）所示，电源电压为9V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2标有“50Ω 0.5A”字样，电流表量程“0~0.6A”。闭合开关S，移动变阻器滑片P，当电压表V的示数如图（b）所示时，求：
在安全允许的范围内，求电流表的变化范围。
解析：（1）判断电路中的最大电流Imax
电路中的最大电流受三方面限制：
①用电器规格：定值电阻R1无限制、滑动变阻器限制为0.5A。
②电流表量程：0.6A。
③定值电阻两端电压表：定值电阻R1两端无电压表，因此，此题不用考虑。
上面三个数值中，最小值为0.5A，整个电路中允许的最大电流为0.5A。
（2）
（3）因为滑动变阻器两端有电压表，因此计算步骤如下：
滑动变阻器两端电压表的量程（满偏电压）为3V，则：
，解得：RPmin=20Ω
（4）电路中的最小电流：
所以，整个电路中的电流范围：0.3A~0.5A。
上面四个步骤和思路至关重要，要求每个学生一定要会。能理解的理解，不能理解的死记硬背也得记住！
【练习】
1．（2022·四川成都）如图所示，电源电压U=5V，定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A。
（1）开关S1、S2、S3均闭合时，求电路消耗的总功率；
（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。
7．（2022·湖北·荆州）如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V；1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值；
（3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量；
（4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。
3．（2022·天津）小明利用图甲所示电路研究“电流与电压关系”时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从右端移动到左端的整个过程中，定值电阻的U-I关系图像如图所示。其中U0、Um、I0均为已知量，电源电压不变。请解答如下问题：
（1）写出电源电压值；
（2）在图乙所示的坐标系中，画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的U-I关系图像，并标出端点的坐标；
（3）滑片移动过程中，当电压表V1示数由U1变为U2时，电流表示数增加了ΔI，请你推导出定值电阻的电功率变化量ΔP的数学表达式（用U1、U2和ΔI表示）。
参考答案：
1．（1）3.75W；（2）0~15Ω 2.（1）5Ω；（2）10Ω；（3）81J；（4）1.35W
3.（1）Um；（2） ；（3）(U2+U1)ΔI