18+计算技巧+2024+9+秋期+物理+人教 +全一册

“动态电路极值范围类”计算压轴题 一、典型模型——串联电路模型（1） 1.极值/范围动态电路计算思路技巧： 【电流取值范围】 最大电流——→看电路元件参数（在保护各元件安全的情况下选择最大值） 最小电流——→找电路中最大电阻（利用求解电路中最小电流） 【电阻取值范围】 最大电阻——→最小电流 最小电阻——→最大电流 例1.（基础模型）如图所示，电源电压恒为4.5V， 灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样（忽略灯丝电阻变化），滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，在不损坏电路元件的情况下，移动滑片，求： （1）灯泡的电阻与其额定电流； （2）电路中电流的取值范围； （3）滑动变阻器的取值范围。 解析：读题，将已知量标在图上，有： （1）①已知：U额=2.5V，P额=1.25W， 根据公式可知： 小灯泡的电阻： ②根据公式P=UI可知： （2）①最大电流：由于I额=0.5A，小于滑动变阻器允许通过的最大电流1A， 所以，电路中最大电流Imax=0.5A ②最小电流：当电路中电阻最大时，电流最小 当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，电路中电阻最大 最大电阻：Rmax=RL+R滑=5Ω+20Ω=25Ω 所以，电路中最小电流： （3）滑动变阻器最大值：当电路中电流最小时，滑动变阻器接入阻值最大 ①当电路中的电流为0.18A时，滑动变阻器有最大阻值：Rmax=20Ω 滑动变阻器最小值：当电路中电流最大时，滑动变阻器接入阻值最小 ②当电路中电流为0.5A时，根据欧姆定律可得： 此时，滑动变阻器阻值：Rmin=R总－RL=9Ω－5Ω=4Ω 2.极值/范围动态电路计算思路技巧： 【电压表取值范围】 当滑动变阻器的电阻全部接入电路中时，根据串联分压的原理，此时对应滑动变阻器最大实际电压U。 例2.（变式模型）如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样（忽略灯丝电阻变化），滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，电流表接入量程为“0~0.6A”，电压表接入量程“0~3V”，在不损坏电路元件的情况下，求： （1）电路中电压表示数的取值范围； （2）电路中电流表示数的取值范围； （3）滑动变阻器接入电路的阻值范围； （4）电路消耗的总电功率的范围。 解析：将题目已知条件标在图上，有： （1）①电压表最小值： 已知小灯泡额定电压UL额=2.5V，所以小灯泡正常工作时，电压表有最小值： UVmin=U总－UL额=4.5V－2.5V=2V ②电压表最大值： a.根据电压表量程选择可知，电压表最大测量值为3V b.电压表测量滑动变阻器电压，实际值取决于滑动变阻器阻值 当滑动变阻器阻值为20Ω时，电路中电流Ω （2）①电流最大值：1A>0.6A>0.5A，为保护小灯泡，电路中最大电流：Imax=0.5A ②电流最小值：当电压表的示数为3V时，电路中的电流最小 UL=U部－U滑=4.5V－3V=1.5V （3）①滑动变阻器最大阻值： 当电路中电流为0.3A时，滑动变阻器有最大值 Rmax=R总－RL=15Ω－5Ω=10Ω ②滑动变阻器最小阻值： 当电路中电流为0.5A时，滑动变阻器有最小值 Rmin=R总－RL=9Ω－5Ω=4Ω （4）根据公式P=UI可知，当电源电压恒定时： ①电路中最大功率：Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W ②电路中最小功率：Pmain=UImin=4.5V×0.3A=1.35W 归纳总结： 【电流取值范围】 最大电流——→看电路元件参数 最小电流——→电路中最大电阻——→滑变最大电压 【电阻取值范围】 最大电阻——→最小电流 最小电阻——→最大电流 【电路总功率取值范围】 根据公式P=UI，当电源电压恒定时，最大电流对应最大功率，反之为最小功率。 小试牛刀： 练习1.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“200 1A”字样。闭合开关，在保证电路元件安全情况下，则电压表的示数变化范围是_________V， 小灯泡的最小功率为_________W。 解析：第一空：把题目条件标在图上， ①最大电压： 已知小灯泡额定电压U额=3V，所以小灯正常工作时，电压表有最小值： Umin＝U总－Ｕ额＝4.5－3V=1.5V ②最大电压： 小灯泡的电阻： 当滑动变阻器阻值为20Ω时，电路中电流： 滑动变阻器最大实际电压：U=IR=0.16A×20Ω=3.2V>3V ∴ 电压表的示数变化范围是1.5V~3V 第二空：小灯泡的电阻：小灯泡的电阻： 根据公式可知：当小灯泡两端电压最小时，小灯泡有最小功率 由题可知，当电压表示数为3V时，小