《U或I值增大处方有超出范围可能——欧姆定律动态电路之范围问题》——2025年中考物理复习

U或I值增大处方有超出范围可能 ——欧姆定律动态电路之范围问题 一、串并联电路规律——串联分压、并联分流 使用条件：纯电阻电路（电能内能） 串联电路 并联电路 电路图 电流关系 I=I1=I2 I=I1+I2 电压关系 U=U1+U2 U=U1=U2 电阻关系 R=R1+R2 （鸡在河上飞） 分配关系 （分压原理） （分流原理） 电功率关系 P=P1+P2 P=P1+P2 推论 越串越大：每串联一个电阻，总电阻变大 越并越大：每并联一条支路，总电阻变小 连接方式不变时，其中一个电阻变大，总电阻也变大 二、动态电路 两不变：①电源电压U；②定值电阻阻值 1.多开关动态电路 解决：开关每种闭合情况，画等效电路图，利用规律解题。 2.滑动变阻器动态电路 ①分析方法（变化趋势）——范围计算问题的基础 RP↑→R总↑→↓→U0↓=I↓R0↓→UP↑=U总－U0↓↑ 电压变化也可通过分析，大阻分大压。 ②比值问题看含义：比如是某个电阻的大小。 ③图像： a.R0的U-I图（和的关系变化） b.RP的U-I图（和A的关系变化） U=U总－IR0 U=－R0I+U总 （y=kx+b） ④范围问题：（RP范围）U或I值增大的地方才可能超出范围！！！ a.一般情况的范围问题 b.对比探究I-R关系实验中的四大范围问题： 大阻对大变，a、b、c、d都是把R0、RP最大值代入求解！！！ 三、针对演练，提高能力 1.如图所示电路，电源电压恒为4.5V，R0的阻值为5Ω，电流表接入电路中的量程为“0~0.6A”，电压表接入电路中的量程为“0~3V”。闭合开关S，若在移动滑动变阻器滑片的过程中要保证整个电路安全，则滑动变阻器接入电路中的阻值范围是_________Ω。 解析：根据电路图可知，滑动变阻器和定值电阻R0是串联的，电压表测滑动变阻器两端电压 因为电流表的量程为0~0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，这时候滑动变阻器的阻值最小 滑动变阻器的最小值：R滑最小=R总最小－R0=7.5Ω－5Ω=2.5Ω 因为电压表的量程为0~3V，所以滑动变阻器两端电压最大为3V，这时候定值电阻两端电压 U0=U－U滑最大=45V－3V=1.5V 电路中的电流： 滑动变阻器的最大值： 所以滑动变阻器接入电路中的阻值范围是2.5Ω~10Ω。 2.如图电路中，R为定值电阻。闭合开关后，当滑片P在某两点之间滑动时，电流表示数变化范围是0.5~1.5A，电压表示数变化范围是6~3V。则下列几种情况中说法正确的是（ ） A.变阻器连入电路的电阻变化范围为12~2Ω B.电源电压为8V C. R的电阻为5Ω D.该实验中R两端的电压变化范围为2~5V 解析：由图知道，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中电流。当电流最大时，电路中电阻最小，变阻器接入阻值最小，由欧姆定律知道此时变阻器连入阻值： 当电流最大时，电路中电阻最大，变阻器接入阻值最大，此时变阻器连入阻值： 故滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为12Ω～2Ω，故A正确； 串联的总电压等于各部分两端电压之和，所以电源电压U总=U滑+UR，根据题意知道： U总=3V+1.5A×R…………………………① U总=6V+0.5A×R…………………………② 解得电阻的阻值：R=3Ω，故C错误； 把R=3Ω代入①式得：U总=7.5V，故B错误； 因电流表示数变化范围是0.5A~1.5A，而R=3Ω 所以：URmax =ImaxR=1.5A×3Ω=4.5V，URmin=IminR=0.5A×3Ω=1.5V 所以R两端的电压变化范围是1.5V~4.5V，故D错误 所以只有A符合题意，故选A。 答案：A。 3.如图所示电路中，电源电压不变恒为6V，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，开关S闭合后，当滑片P在变阻器的两端A、B之间滑动的过程中，电流表的示数变化范围是0.4A~1.2A，则下列结论正确的是（ ） A.R2=10Ω B.R1的最大电阻为5Ω C.当电压表示数为3V时，电流表示数为0.6A D.电压表示数变化范围是4V至6V 解析：A.由题知当滑片在B端时，只有R2接入在电路中，电流表示数达到最大值为1.2A，则有： 故A错误； B.由题知当滑片在A端时，R1全部接入电路中，电流表示数达到最小为0.4A，则有： 解得：R1=10Ω，故B错误； C.由图可知电压表测R1接入电路部分电压，当电压表示数为3V时，R1连入部分与R2串联，则有： 故C正确； D.当滑片在B端时，滑动变阻器连入电路阻值为0，则电压表示数0 当滑片在A端时，R1全部接入电路中，R1和R2串联，根据串联分压，电压表示数达到最大值： U1max=I1minR1max=0.4A×10Ω=4V 故电压表示数范围是0~4V，故D错误。 故选C。 答案：C。 4.如图甲所示的电路中，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器规格为“200Ω 1A”，在移动滑片的过程中，电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻的关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（ ） A.电源电压15V B.R1的阻值10Ω C.R2的变化范围是10~ 200Ω D.电路中的电流最小为0.15A 分析：电路图可知，电路为串联电路，电压表测滑动变阻器两端电压。 AB.由图乙可知，当滑动变阻器的阻值为40Ω时，滑动变阻器的电压为12V，此时电路中的电流为： 电源电压可表示为： U=IR1+U2=0.3A×R1+12V…………………① 当滑动变阻器的阻值为70Ω时，滑动变阻器的电压为14V，此时电路中的电流为： 电源电压可表示为： U=I′R1+U2′=0.2A×R1+14V…………………② 解得：U=18V，R1=20N，故AB错误； CD.根据题意，电路中允许通过的最大电流为0.6A，此时电路中的总电阻最小，则总电阻为： 因为R为定值电阻，所以滑动变阻器接入电路的最小电阻为： R2min =Rmin－R1=30Ω－20Ω=10Ω 因为电压表测滑动变阻器电压，根据串联分压原理.可知，当电压表为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中电流最小，根据串联电路中电压规律，可求定值电阻的电压为： U1=U－U2max=18V－15V=3V 电路中的最小电流为： 则滑动变阻器接入电路中的最大电阻为： 因此滑动变阻器的阻值范围为10~100Ω，故C错误，D正确。 故选：D。 答案：D。 5.为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻R1=5Ω，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω 0.5A”， 电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，以下说法正确的是（ ） A.当被测身高增加时，电流表的示数增大 B.当被测身高增加时，电压表的示数减小 C.为保证电路中各元件安全工作，电路中电流的变化范围是0.3A~0.5A D.为保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是2.5Ω~10Ω 解析：由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压； A.由图示电路图可知，当被测身高增加时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流变小，电流表的示数变小，故A错误； B.由电路图可知，当被测身高增加时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，滑动变阻器分压变大，电压表测滑动变阻器两端电压，则电压表示数变大，故B错误； CD.由变阻器的铭牌可知，电路允许通过的最大 电流I最大=0.5A，由知，此时电路总电阻： 此时滑动变阻器接入电路的阻值最小， R滑最小=R总－R1=9Ω－5Ω=4Ω 由题意知，电压表最大示数为3V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电阻R1的电压： U1=U－U滑=4.5V－3V=1.5V 由电路电流： 由知，滑动变阻器接入电路的阻值： 则电路中电流的变化范围是0.3A~0.5A；4Ω≤R滑≤10Ω，即滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~ 10Ω，故C正确，D错误。 故选：C。 答案：C。 6.如图是某物理兴趣小组设计的一种测定油箱内油量的装置。R是规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴0转动，另一端固定着一个浮子。当油箱装满油时，滑片恰好移动到R的最下端；当油箱中的油用完时，滑片恰好移动到R的最上端。在某次滑片移动过程中，电压表的示数变化范围是2V~6V，电流表的示数变化范围是0.4A~0.2A。关于此电路，下列说法正确的是（ ） A.定值电阻R0=15Ω B.电流表的示数最大变化范围是0.2~1A C.油箱中油用完时，电压表的示数为0 D.油箱装满油时，电流表的示数为0.5A 解析：A.闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。 滑动变阻器接入电路的阻值变大时，总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路电流变小，故电压表的示数为2V时，电流表的示数是0.4A，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压： U=U0+U滑=0.4A×R0+2V……………………① 电压表的示数为6V时，电流表的示数是0.2A，根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压： U=U0+U滑=0.2A×R0+ 6V……………………② 联立①②得：U=10V，R0=20Ω 故A错误； BCD.油箱装满油时，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，根据欧姆定律可知电路电流： 故D正确； 油箱中油用完时，根据欧姆定律可知电路电流： 电压表的示数：UV= I′R= 0.2A×30Ω= 6V，故C错误； 电流表的示数最大变化范围是0.2 ~0.5A，故B错误。 故选：D。 答案：D。 7.在如图所示的电路中，电源两端的电压为6V且保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中，下列说法正确的是（ ） A.电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻值为10Ω B.电压表的示数与电流表的示数的比值会变大 C.电流表的示数变化范围为0.2A ~ 0.6A D.电压表的示数变化范围为1V~6V 解析：由电路图可知，电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中电流。 A.当电压表示数为3V时，电路电流： 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以此时滑动变阻器两端电压： U滑=U－U1=6V－3V=3V 由可得，此时滑动变阻器接入电路的阻： 故A正确； BCD.当滑片在b端时，R1、R2串联， 因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以，电路的总电阻： R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω 电路中的最小电流为： 电压表的最小示数： U1′=I′R1=0.1A×10Ω=1V 当滑片在a端时，电路中只有R1，此时电路中的最大电流为： 电压表的最大示数： U″= I″R1=0.6A×10Ω=6V 综上所述，滑片由b端移到a端的过程中，电流表的示数变化范围是0.1A~0.6A，电压表的示数变化范围是1V~6V； 电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻的阻值，因此其比值不变；故BC错误、D正确。 故选：AD。 答案：AD。 8.如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0~3V”，电流表量程为“0~0.6A ”，滑动变阻器规格为“200 14”， 小灯泡L标有“2.5V 1.25W ”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流和其它元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（ ） A.小灯泡正常发光的电阻是5Ω B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω C.电压表示数变化范围是2~3V D.电流表的示数变化范围是0.3~0.6A 解析：（1）灯泡的电阻为： 故A正确； B.小灯泡的额定电流为： 由题知，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表量程为“0~0.6A”， 串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流Imax=0.5A，此时灯泡正常发光； 由串联电路电压的规律，变阻器的电压： U滑=U－UL 由欧姆定律知，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，变阻器的最小阻值为： 当电压表示数最大为3V时，根据分压原理，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最 由串联电路电压的规律，此时灯泡两端的最小电压： UL′=U－U滑max= 4.5V－3V=1.5V 电路中的最小电流： 所以电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A，故D错误； 滑动变阻器接入电路中的最大阻值： 所以滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω~10Ω，故B正确； 电源电压为4.5V，灯泡额定电压为2.5V，灯泡两端最大电压为2.5V， 此时滑动变阻器两端电压最小为： U滑=U－UL=4.5V－2.5V=2V 则电压表示数变化范围是：2V~3V，故C正确。 故选：ABC。 答案：ABC。 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $$