寒假复习讲义8 范围值、分类讨论问题 教案 ---2023-2024学年人教版物理九年级上学期

讲义 姓名 授课时段 授课主题 范围值、分类讨论问题 教学目标 1、让学生熟练利用欧姆定律的基础上掌握动态电路的分析。  2、会判断滑动变阻器和开关变化引起的物理量变化情况。 3、利用例题的讲解让学生加深对电路分析过程的理解 4、培养学生的物理思维模式和方法 教学重难点 重点：利用欧姆定律及串并联电路中的电流、电压和电阻相关规律分析动态电路和计算取值问题 难点：欧姆定律综合应用  教学内容 范围值问题、分类讨论问题 电学范围与极值的计算 一、电学范围计算： 电路中用电器往往有额定电压或额定电流限制、电压表和电流表有量程限制、滑动变阻器有最大电流限制，当电路发生动态变化时，电流、电压表示数、滑动变阻器接入电路的电阻或电功率等物理量出现范围（或极值）问题。 例题1 （2021黑龙江）（多选）如图所示的电路中，电源电压为4.5V且保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，小灯泡标有“3V 1.2W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器上标有 “20Ω 1A”字样。闭合开关，在保证电路元件安全情况下，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数变化范围是1.5～3V B．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3.75～15Ω C．小灯泡的最小功率是0.6W D．电路总功率变化范围是1.2～1.8W 【答案】AB。 【解析】当小灯泡正常发光时，电路中的电流，电流表量程0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，为保证电路元件安全，电路中最大电流Imax=IL=0.4A，此时灯泡两端的电压最大，为ULmax=3V，电压表示数最小为URmin=U-ULmax=4.5V-3V=1.5V，即滑动变阻器接入阻值最小，为，电路消耗的最大功率Pmax=UImax=4.5V×0.4A=1.8W；灯泡的电阻为，滑动变阻器的最大电阻Rmax=20Ω，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联正比分压可知，滑动变阻器分得的最大电压，U=4.5V，所以，所以滑动变阻器不能全部接入电路，当电压表示数为3V时，滑动变阻器两端的电压最大，为URmax=3V，此时灯泡两端的电压最小，为ULmin=U-URmax=4.5V-3V=1.5V，电路中的电流最小，为，灯泡的最小功率PLmin=ULminImin=1.5V×0.2A=0.3W，电路消耗的最小功率Pmin=UImin=4.5V×0.2A=0.9W，滑动变阻器接入的最大阻值为，综上可知，电压表的示数变化范围是1.5～3V，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是3.75～15Ω，小灯泡的最小功率是0.3W，电路总功率变化范围是0.9～1.8W，A、B正确，C、D错误。故选AB。 【点拨】为保证电路安全，首先从电流下手，找出各个用电器及电流表允许的电流值，取其中最小的作为电路中电流的最大值（此时滑动变阻器接入电阻最小），根据电压表的量程或滑动变阻器的最大阻值来确定电流的最小值，在此过程中就能确定电流的范围，电压表的范围和滑动变阻器阻值范围。在此过程中，一定要注意：（1）用电器两端的电压不高于额定电压或不高于额定电流、滑动变阻器所允许通过的最大电流；（2）电流不超过电流表的量程、电压不超过电压表的量程。 对点练：（2021四川南充）（多选）如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为“00.6A”，电压表量程“03V”，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0.24A0.5A B．电压表的示数变化范围是1.2V3V C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω20Ω D．滑动变阻器的最大电功率1.8W 【答案】AC。 【解析】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，所以电路中的最大电流I大=0.5A，此时灯泡两端的电压是2.5V，此时变阻器接入电路中的电阻最小，变阻器两端的电压U滑小=U-UL大=6V-2.5V=3.5V，则变阻器接入电路的最小阻值，灯泡的电阻 ，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，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0.24A0.5A，电压表的示数变化范围是1.2V2.5V，滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω20Ω，A、C正确，B错误；滑动变阻器的最大电功率，当RL=R滑=5Ω时，变阻器的电功率最大，