如何求滑动变阻器的取值范围_王滨齐

1、中 考 月 刊在初中物理电学的学习中，有一类习题经常要求确定接入电路中滑动变阻器的取值范围.滑动变阻器在电路中的作用主要是通过改变连入电路的电阻，进而改变电路中的电压和电流，其次是保护电路.滑动变阻器保护电路，受到用电器规格及电流表或电压表量程的限制，于是，要求滑动变阻器接入电路中的电阻必须控制在一定的范围内，使电路中的电表、用电器等元件不会因超过量程而损坏.此类问题具有较强的综合性、逻辑性，需要同时考虑诸多因素，因此成为电学学习的一个难点.同学们在解决此类问题时，经常感到无从下手，或者因考虑不周，思维片面而造成错解.下面笔者对此问题进行归类分析，希望能对你有所帮助.影响滑动变阻器取值范围的限

2、制一般有四个：滑动变阻器最大阻值及允许通过的最大电流、电流表量程、电压表量程、小灯泡额定电压及额定电流.一、 用电器与滑动变阻器串联此种情况有两种电路模式： 如图a和图b.图a图b比较模式a和模式b可知它们的相同之处： 都是定值电阻与滑动变阻器串联；不同之处：电压表是测定值电阻两端电压还是滑动变阻器两端电压.在图a中，当滑片p移动时，电压表与电流表的示数变化趋势相同，并且当一只电表的示数达到最大（或最小）值时，另一只电表的示数也相应达到某一最大（或最小）值.若将图a中的电压表改测滑动变阻器两端的电压，如图b所示，则电压表与电流表的示数变化趋势相反，即当一只电表的示数达到最大（或最小）值时，另一

3、只电表的示数相应达到最小（或最大）值.理解这两种电路模式，可使解题速度与准确率大大提高.例1.如图1所示的电路中， 电源电压u=6v且保持不变，灯泡电阻为8，r是标有“20 1a”字样的滑动变阻器，电流表的如何求滑 动 变 阻 器的取值范围王滨齐 张松梅重点解析82 0 1 4 . 1 - 2量程为00.6a,电压表的量程为03v,为保证两电表都安全使用，滑动变阻器接入电路阻值的变化范围是多少?错解：s闭合后，灯l与r串联，电流相等.由于电流表允许通过的最大电流是0.6a，由欧姆定律i=u/r可知，r总最小时，i最大，r总=u/i=6v/0.6a=10， 而串联电路中r总=rl+r故有 变阻器

4、的最小电阻值rmin=r总rl=10-8=2.所以，滑动变阻器接入电路的阻值范围是220.分析：造成上述解法错误的原因是认为电流表可以达到最大量程0.6a， 其实这是错误的，当电流表示数为0.6a时，电压表的示数应该为ul0.6a84.8v3v，此时电压表就会烧坏，所以这种情况下应该以电压表的量程为准.正解：当电压表示数为3v时，电路中电流达到最大值，此时滑动变阻器分压也为3v，根据分压公式ul/ur=rl/r，可知，rmin=8.因此，滑动变阻器阻值变化范围是820.锦囊妙计：此电路属于图a模式，滑动变阻器取最小值时电流表和电压表的示数最大，所以要综合考虑电流表和电压表所选的量程， 以它们所

5、给的量程为已知条件，确定滑动变阻器的最小值.至于滑动变阻器的最大值即滑动变阻器能够接入电路的最大阻值.例2.标有“4v 1 w”的小灯泡和 “201a”的滑动变阻器,连接在如图2所示的电路中， 已知电源电压为6v， 电流表量程为“00.6a”，电压表量程为“03v”.为确保电路安全，闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值应控制在什么范围内？(不考虑温度对电阻的影响)错解：由于电流表最大量程是0.6a，电压表的最大量程是3v， 根据欧姆定律i=u/r,得，r滑最小时，i最大，所以滑动变阻器的最小值为r滑=u/i=3v/0.6a=5，因此，滑动变阻器接入电路的阻值范围是520.分析：错误原因在哪儿呢

6、？ 原来本题中有两个容易被忽略的条件：一个是“4v 1w”的小灯泡正常发光时的电流是i=p/u=1w/4v=0.25a0.6a，在上述题解中只考虑了电流表的量程，而没有考虑电路中的电流是否能达到最大电流0.6a， 为保证小灯泡的安全，电路中电流最大只能是0.25a，而不是0.6a.另一个被忽略的条件是：电压表并联在滑动变阻器两端，滑动变阻器能够接入的最大阻值是由电压表的最大量程3v决定的.根据分压公式ul/ur=rl/r，可知，当电压表示数为3v时，滑动变阻器接入电路的阻值为16.正解：当小灯泡正常发光时，电路中的电流达到最大.此时根据欧姆定律i=u/r,可知，r总=u总/i=6v/0.25a

7、=24， 所以滑动变阻 器 接 入 电 路 的 最 小 值rmin=r总rl=2416=8； 当电压表示数为3v时，滑动变阻器接入电路的阻值为最大值，根据分责任编辑: 杨林图1图29中 考 月 刊压公式ul/ur=rl/r，可知，rmax=rl=16.因此， 滑动变阻器接入电路的阻值范围为816.锦囊妙计：此电路属于图b模式，如果给滑动变阻器并联一个电压表， 则应考虑电压表的所选量程， 以所选量程为已知条件， 再结合其它条件可求出滑动变阻器接入电路的最大值.二、 用电器与滑动变阻器并联例3 .在如图3所示的电路中，电阻r112，r2为020的变阻器， 合上开关后， 电压表的示数为6v， 如果a

8、表的量程为03a，a1表的量程为00.6a，为了不使电表损坏， 滑动变阻器连入电路的阻值应在什么范围？错解：设通过两电流表a、a1的电流均达到其量程，则通过变阻器的电流为i2=ii1=3a0.6a=2.4a.r2接入电路的最小阻值为r2u/ i2=6v/2.4a=2.5.分析：错解的原因是认为通过两电流表的电流都能达到最大量程， 实际上电流表a1的示数i1=u/r1=6v/12=0.5a，因此a1的示数不变，达不到最大量程.变阻器r2的滑片移动时，只能改变r2中电流的大小， 故本题只要考虑通过a表的电流不超过3a即可.正解：电流表a1的示数i1=u/r1=6v/12=0.5a，根据并联电路的特点，则i=i1+u/r2=0.5a+6v/r23a.解得r22.4， 所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为2.420.锦囊妙计：两用电器并联时，各支路的电流表不一定都能达到量程， 只要考虑干路的电流表达到量程即可.从上述三例