2023年中考物理复习《一个通式解决四种题型的取值范围》

一个通式解决四种题型的取值范围 决窍： R一 U R定 浅释： 在“探究电流与电阻关系”实验中，根据串联电路的分压原理，可推导得出表达式： Ra=0-1。 R定U定 式中，电源电压U和定值电阻两端电压·定一定时，定值电阻所取的值越大，滑动变阻器连入电路的电阻 值也应越大，即R舞与R定成正比，亦即“定滑阻值，同大同小”。 运用通式R生。·一-1可以解决四种题型的取值范围，即：定值电阻和滑动变阻器的选用、定值电阻 RU定 两端电压的控制、电源电压的大小。 详解： 这一类试趣一般较难，主要是它涉及到定值电阻和滑动变阻器的选用、定值电阻两端电压的控制、电 源电压的大小、所用电压表和电流表的量程等一系列问题。但掌握了技巧方法，也不足为惧！ 本实验可供选用的器材：电压U恒定的电源，定值电阻R定若干只（例如阻值为5Q、102、15Q、20Q、 25Q、30Q…),标有最大阻值和允许最大电流（例如“15Q1A”)的滑动变阻器R#一只，学生用电流 表、电压表各一只，开关和导线若干。 R 图1 图2R滑 具体操作步骤：一般采用如图2所示的电路（主要是考虑一般电源的内电阻不为零，无法提供理想恒 定的电压)，实验时要依次将定值电阻R定接入电路中a、b间，调节滑动变阻器滑片P使a、b间的电压等 于U时，读出电流表A的读数。最后通过分析实验数据，看在电阻两端电压一定时，通过电阻的电流是 否与电阻的阻值成反比。 主要原理： (1)在串联电路中，通过每个用电器的电流处处相等： (2)电源电压等于各用电器两端电压之和： 第1页共4页 U (3)部分电路欧姆定律：1= 思维导图： 总电阻最小 定阻两端电压最大 最大电流 01 滑阻连入阻值最小 滑阻两端电压最小 从电流 R=R1+R2 天电阻分得大电压， 小电阻分得小电压 发 总电阻最大 定阻两端电压最小 最小电流 01 1 滑阻连入阻值最大 滑阻两端电压最大 具体推导如下： 根据欧姆定律可知，U精=IR精和U定=IR定，则 n_Rm: 定R定 又因为U滑=U一U定， 所 U-Ux_Rm: U定 R定 U-UR,成Ra=( 即RU定 U-1)Rgi R U RU定 显然R定所取的阻值越大，在电源电压U和定值电阻两端电压U定不变的情况下，根 R=0-1, R定U定 可知：滑动变阻器接入的电阻也应该越大，即R滑与R定成正比，亦即：“定滑阻值，同大同小”。 若R定所取值较大还要继续完成实验时，可采取的措施共有三种： (1)只换用最大阻值更大的滑动变阻器R带，使其接入电路的电阻R精能够增大： (2)只增大所控制的定值电阻R定两端电压U定： (3)只降低电源电压 若滑动变阻器可随意更换，即R舞可随R定的增大而增大，那此问题就比较简单。 比较难的是滑动变阻器R粉的最大阻值不能改变，即R#有最大值的情况。 首先，若电源电压恒定，要想用更大的定值电阻R来完成实验，就必须增大所控制的定值电阻两端电 压U定，这就决定了一开始所控制的U定有最小值，否则，在R较大时就不能完成该实验。当然，由于在 整个实验过程中U定是不变的，增加U龙会使R定较小时，电路中电流过大而超过电流表的量程，所以'定 第2页共4页 也不能无限的去接近电源电压U。 其次，若一开始控制定值电阻两端电压U定一定，电源电压U可变，那当R宠取值较大时，通过上述公 式所求出的U就是电源电压的最大值。 总之，核心要点是：不论是减小定值电阻两端的电压U定，还是蜡大电源电压，都会使尺的比值 R 增大，所取R定越大，要求滑动变阻器接入的R#就越大。因此，把R粉和R定的最大值代入方程 R=·-1,所求得的U或U定一定是电源电压允许的最大值或定值电阻两端允许的最小值。 R定U定 例题： 例1.若电源电压U=6V,R定最大取45Q,滑动变阻器选用“15Q1A”,则应控制a、b之间的电压 U定至少为V。 解析：思路：U定最小→U带最大→R滑最大→R定最大→ U龙最处 R定最大 U流最大 R清最大 U 因此，根据通式： U定 把相关数据代入可得：U最小=4.5V。 R 说明：本题实质上是求定值电阻两端的最小电压，那最大电压呢？ U定最大→U滑最小→R静最小一R定最 小→U定最大=I最大·R定最小。 例2.如R最大取25Q,滑动变阻器用“15Q1A”,a、b之间的电压U龙控制为3V不变，则电源电 压U最高不能超过 V 解答：思路：R附最大→U精最大、R定最大 U定=尼光显达一U电版最大=U定十U指是大· U最大 R最大 U 因此，根据通式： 把相关数据代入可得：0=4.8V。 R U 说明：本题实质上是求电源电压最大值，那最小值呢？R粉最小→R滑最小=0一U辮最小=0一U电源最小=U定 例3.若电源电压U=6V,R定最大取202，控制a、b之间的电压U定=2V不变，则滑动变阻器的最大 阻值不能