《固化思路，明确解题方式，突破欧姆定律范围题——欧姆定律极值计算和电阻范围题型分析》——2025年中考物理复习

固化思路，明确解题方式，突破欧姆定律范围题 ——欧姆定律极值计算和电阻范围题型分析 一、表并定阻两端 已知：U总=4.5V，：0~0.3V，0~0.6A，R1=10Ω，R2：“20Ω 1A” 问：电流表和滑动变阻器的范围？ 最大阻值：当R2max时Imin 逻辑关联：R2max→R总max→→Imin 注意：因为R2越大，R2两端电压U2越大。所以，如果R2两端有电压表，则要考虑有没有超量程，以电压表最大量程为值，可以理解为当U2最大时，此时R2阻值最大；如图所示，R2两端没有电压表，则R2max直接等于R2的最大值20Ω。 ∴ R2max=20Ω ∴ 最小阻值：当R2min时Imax 逻辑关联：R2min→R总min→→Imax 注意：R2越小，则R2两端电压U2越小，则R1两端电压越大，R1两端电压就越大。如果R1两端没有电压表量程限制，则R2min可为0，电源电压都给到R1。但是，如图所示，R1两端有电压表，则U1越大，U2越小，R2越小，所以U1max=3V（量程）。 U2=U总－U1=4.5V－3V =1.5V 0.15A≤I≤0.3 A，5Ω≤R2≤20Ω Imax=0.3A<0.6A，也<1A，所以符合。 二、表并变阻两端 已知：U总=4.5V，：0~0.3V，0~0.6A，R1=10Ω，R2：“20Ω 1A” 问：电流表和滑动变阻器的范围？ 最大阻值：当R2max时Imin 逻辑关联：R2max→R总max→→Imin 注意：R2max也就是R2越大，此时R2两端电压U2越大。如果R2两端没有电压表量程限制，则R2max取满值20Ω。但是，如图所示，R2两端有电压表量程限制，则U2max=3V，U2max可以说此时R2max。 ∵ U2max=3V时，R2max ∴ U1=U总－U2=4.5V－3V=1.5V 最小阻值：当R2min时Imax 逻辑关联：R2min→R总min→→Imax 注意：R2min时，R2两端电压U2变小，则R1两端电压变大，所以当R1两端有电压表时，则R2两端电压最大只能是量程3V。但是，如图所示，R1两端没有电压表量程限制，则R2min为0，电压全部分给R1两端，此时U1=4.5V。 ∴ R2min=0时，U1max=4.5V 0.15A≤I≤0.45A，0Ω≤R2≤20Ω 注意：求出的Imax=0.45A要与0~0.6A、R2的1A比较，所以0.45A符合电路安全。 三、定阻和变阻都并表 已知：U总=4.5V，0~0.6A，和：0~0.3V，R1=10Ω，R2：“20Ω 1A” 问：电流表和滑动变阻器的范围？ 最大阻值：当R2max时Imin 逻辑关联：R2max→R总max→→Imin 注意：R2变大，R2两端电压U2变大。 如果没有电压表量程限制，取R2最大值为20Ω。但是，如图所示，R2两端有电压表量程限制，则当U2max=3V时，R2max。 ∵ U2=3V时，R2max→Imin ∴ U1=U总－U2=4.5V－3V=1.5V 最小阻值：当R2min时Imax 逻辑关联：R2min→R总min→→Imax 注意：R2变小， R2两端电压U2变小， 则R1两端电压变大。如果R1两端没有电压表量程限制，则R2min=0，U1=U总=4.5V。但是，如图所示，R1两端有电压表。所以，当U1max=3V时，U2min，此时R2min→Imax。 ∴ U1=3V ∴ U2=U总－U1=4.5V－3V=1.5V Imax=0.3A<0.6A，也<1A，电路和元件安全 所以，电流表范围：0.15A≤I≤0.3A；滑动变阻器连入阻值范围：5Ω≤R2≤20Ω 四、探究电流与电阻关系实验 题型1.哪些定值电阻不能继续实验 已知：U总=4.5V，RP：“20Ω 1A”，可选定值电阻：5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω 问：电压一定时，探究电流与电阻的关系？ 注意：无论怎样更换不同的定值电阻，通过滑动变阻器滑片调节，使定值电阻两端的电压不变！ 一般通过第一次实验，比如用5Ω的先接入，再调节滑动变阻器，明确电压表示数，如此时I=0.4A，R=5Ω，∴ UR=2V 所以，后面无论更换阻值多少的定值电阻，其两端电压始终通过调节滑动变阻器达到2V。 核心要点： ①无论接入什么阻值的定值电阻，滑动变阻器都移至最大阻值（起到保护电路和调节作用）。 ②无论哪个定值电阻接入，滑动变阻器连入阻值最大时，定值电阻两端的电压要＜2V。 UR=U总－URP＜2V 原因分析：前面已经明确了定值电阻两端电压为2V时才能进行实验，所以当滑动变阻器连入阻值最大时，定值电阻两端电压＜2V，才能通过调节滑动变阻器阻值变小（两端电压变小），使得定值电阻两端电压上升到2V满足实验。如果接入某个定值电阻，滑动变阻器连入阻值最大，此时定值电阻两端的电压＞2V，不可用，无法调节，因为在串联电路中阻值越大，两端电压越大，如上，如果滑动变阻器连入阻值最大，则其两端电压也最大，于是定值电阻两端电压最小。如果定值电阻两端电压最小，但还＞2V，则无法通过调大滑动变阻器分压，因为此时滑动变阻器已经调到最大阻值了。 解析：当R=10Ω时，RPmax=20Ω， ∴ UR=IR=0.15A×10Ω=1.5A＜2V（符合可调节） 当R=15Ω时，RPmax=20Ω， ∴ UR=IR=A×15Ω≈2.25V＞2V（不符合） 当R=20Ω时，RPmax=20Ω， ∴ UR=IR= A×20Ω=2.25A＞2V（不符合） 可以理解为RPmax时，其两端电压最大，则定值电阻的电压URmin，URmin＞2V，则无法通过调节滑动变阻器增阻分压，因为滑动变阻器已调至最大。 往后，25Ω、30Ω也不合适，因为阻值越大，分压也越大，所以接入后，即使滑动变阻器调到最大，但定值电阻两端电压UR都大于2V，无法调节。 总结：只有5Ω、10Ω、15Ω能够进行实验，20Ω、25Ω、30Ω不可以进行实验，因为无法调节其两端的电压为2V。 题型2.电源电压的选择 已知：RP：“30Ω 1.5A”，定值 电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω 问：4V、6V、8V、10V，哪个适合做电源电压，使得能继续探究电流与电阻的关系？ 用5Ω定值电阻接入，调节滑动变阻器，使得I=0.4A，∴ UR=IR=0.4A×5Ω=2V，明确实验探究的可控电压为2V （注意无论后面接入什么阻值的定值电阻，其两端电压控制在2V不变，来探究电流与电阻的关系） 核心点：接入的电源电压使得各定值电阻接入电路时，滑动变阻器RPmax，此时定值电阻R两端电压均小于2V，这样可通过调节滑动变阻器阻值变小，使定值电阻两端增压达到2V，可继续实验。 本题用最小电压和最大定值电阻代入计算： 当R=25Ω时，RPmax=30Ω，此时U总=4V ∴ UR=IR= A×25Ω=1.8V＜2V 符合，不用考虑其它电源电压 （因为电压越大，分给各用电器的电压也就越大。同理，阻值越大，两端电压越大，故用最大定值电阻和最小电源电压代入计算，符合即可） 第 4 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $$