2024九年级物理全册训练9滑动变阻器的取值范围新版沪科版

训练9滑动变阻器的取值范围影响电路安全的因素：①电压表、电流表量程；②小灯泡参数；③滑动变阻器规格等。问题如图所示，电源电压恒为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“15Ω2A”，小灯泡标有“3.0V0.5A”的字样(灯丝电阻不变)。在电路安全的情况下，求滑动变阻器阻值的变化范围。【思维路径】请写出解题过程：1．标有“5Ω0.8A”的定值电阻R1和标有“20Ω0.5A”的滑动变阻器R2连接在如图所示的电路中，其中电源电压为4.5V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。闭合开关，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是()A．电路中允许通过的最大电流为0.8AB．电流表的示数变化范围是0.5～1.8AC．电压表的示数变化范围是2～3VD．滑动变阻器的阻值调节范围是9～15Ω2．在如图所示的电路中，已知电源电压为4.5V且保持不变，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R1标有“2.5V5Ω”字样，滑动变阻器R2标有“10Ω1A”字样。在保证电路安全的前提下，下列判断正确的是()A．电路中允许通过的最大电流为0.6AB．滑动变阻器允许调节的最小阻值为4ΩC．电压表的示数变化范围为1.5～3VD．当滑片向右滑动时，电压表和电流表的示数之比变大3．【利用电压表测量小灯泡电阻】标有“2V0.5A”字样的小灯泡(灯丝电阻不变)和标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路中。已知电源电压为6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表示数的变化范围分别是多少？训练9滑动变阻器的取值范围【经历发现过程】15Ω；0～3V；电压表示数为3V；0～0.6A；0.5A；2A；0.5A解：小灯泡的电阻RL＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(3.0V,0.5A)＝6Ω。电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，小灯泡的额定电流为0.5A，故当电路中电流为0.5A时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，电路总电阻最小，R总min＝eq\f(U0,IL)＝eq\f(4.5V,0.5A)＝9Ω。滑动变阻器接入电路最小阻值为Rmin＝R总min－RL＝9Ω－6Ω＝3Ω。当电压表示数为最大值3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时小灯泡两端电压为UL′＝U0－UV＝4.5V－3V＝1.5V，电路中电流为I＝eq\f(UL′,RL)＝eq\f(1.5V,6Ω)＝0.25A，滑动变阻器接入电路的最大阻值为Rmax＝eq\f(UV,I)＝eq\f(3V,0.25A)＝12Ω。所以滑动变阻器的取值范围为3～12Ω。【规律应用】1．C点拨：标有“5Ω0.8A”的定值电阻和标有“20Ω0．5A”的滑动变阻器串联在电路中，由于串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流为Imax＝I滑大＝0.5A，即电路中允许通过的最大电流为0.5A，故A错误；电路中的最小总电阻：R总min＝eq\f(U,Imax)＝eq\f(4.5V,0.5A)＝9Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑min＝R总min－R1＝9Ω－5Ω＝4Ω；滑动变阻器两端的最小电压为：U滑min＝ImaxR滑min＝0.5A×4Ω＝2V，即电压表的示数最小为2V；当滑动变阻器的全部电阻接入电路中时，此时电路中的电流：Imin＝eq\f(U,R1＋R滑max)＝eq\f(4.5V,5Ω＋20Ω)＝0.18A，此时滑动变阻器两端的电压：Umax＝IminR滑max＝0.18A×20Ω＝3.6V＞3V，所以，滑动变阻器接入电路中的电阻不能为20Ω，则滑动变阻器两端的最大电压应为3V，所以，电压表示数的变化范围是2～3V，故C正确；因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，定值电阻两端的最小电压为：U1min＝U－U滑max＝4.5V－3V＝1.5V，电路中的最小电流为：Imin′＝eq\f(U1min,R1)＝eq\f(1.5V,5Ω)＝0.3A，则电流表示数的变化范围是0.3～0.5A，故B错误；滑动变阻器接入电路中的最大电阻为：R滑max′＝eq\f(U滑max,Imin)＝eq\f(3V,0.3A)＝10Ω，则滑动变阻器阻值变化范围是4～10Ω，故D错误。2．B点拨：由电路图知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。定值电阻R1允许通过的最大电流为：I1大＝eq\f(U1大,R1)＝eq\f(2.5V,5Ω)＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大＝I1大＝0.5A，即电路中电流不超过0.5A，故A错误；当R1两端的电压最大为2.5V时，变阻器接入电路中的电阻最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，变阻器两端的最小电压：U2＝U－U1大＝4.5V－2.5V＝2V，由I＝eq\f(U,R)可得，变阻器接入电路中的最小阻值：R2小＝eq\f(U2,I大)＝eq\f(2V,0.5A)＝4Ω，故B正确；当变阻器接入电路中的电阻最大时，电压表的示数最小，电路中的电流最小，此时电路中的最大总电阻：R总大＝R1＋R2＝5Ω＋10Ω＝15Ω，则电路中的最小电流：I小＝eq\f(U,R总大)＝eq\f(4.5V,15Ω)＝0.3A，由I＝eq\f(U,R)可得，电压表的最小示数为：U1小＝I小R1＝0.3A×5Ω＝1.5V，则电压表示数的变化范围为1.5～2.5V，故C错误；电压表和电流表的示数之比等于R1的阻值，由于R1的阻值不变，所以当滑片向右滑动时，电压表和电流表的示数之比不变，故D错误。3．解：由灯泡铭牌信息可得，灯泡的额定电压为2V。电压表量程为0～3V，所以电压表最大示数为2V；灯泡的额定电流为0.5A，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，所以电路中最大电流为0.5A，灯泡的电阻R＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(2V,0.5A)＝4Ω；当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电