物理復(fù)習(xí)：歐姆定律范圍題簡(jiǎn)單歸類

2008-03-25 09:56:13 　來(lái)源：城市快報(bào) 文章作者：柴艷

　　歐姆定律部分涉及的范圍題，簡(jiǎn)單歸類為如下三個(gè)類型：

　　1.兩表示數(shù)反對(duì)應(yīng)的；

　　2.兩表示數(shù)正對(duì)應(yīng)的；

　　3.給范圍求其他物理量的。

　　類型1.兩表示數(shù)反對(duì)應(yīng)的。這類題的特點(diǎn)是：伏特表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓，當(dāng)電流表示數(shù)取到較大值時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入阻值較小，電壓表示數(shù)較小，當(dāng)電壓表示數(shù)較大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入阻值較大，電壓表示數(shù)較小。

　　例1.如圖1，電源電壓U=4.8V，電阻R1=6歐，變阻器R2的較大阻值為20歐，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~3V。為保護(hù)電表，變阻器接入電路的阻值范圍是( )

　　A.2~20歐 B.0~20歐

　　C.2~10歐 D.0~10歐

　　解析：解這種題的思路是：

　　1.先看串并聯(lián)：這是一個(gè)串聯(lián)電路——R1和R2串聯(lián)；

　　2.再看表測(cè)誰(shuí)：電流表測(cè)串聯(lián)電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；

　　3.分析電路：順序是：從電阻到電流到電壓，電壓是先定值，后可變：假設(shè)滑片P往右移，則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，電路中的總電阻R總變大，電源電壓U一定，電路中的電流I=-就變小，說(shuō)明R1兩端的電壓U1=IR1就變小，所以R2兩端電壓U2=U-U1就變大，電壓表示數(shù)變大，當(dāng)電壓表示數(shù)較大時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值達(dá)到較大；可見(jiàn)電壓表量程限定了滑動(dòng)變阻器接入阻值的較大值；反之，當(dāng)滑片往左移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，電路中的總電阻R總變小，電源電壓U一定，電路中的電流I=-就變大，電流表示數(shù)變大，當(dāng)電流表示數(shù)較大時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值達(dá)到較小，(即滑動(dòng)變阻器阻值再小，電流表就燒壞了)，可見(jiàn)是電流表的量程限定了滑動(dòng)變阻器接入阻值的較小值。所以解題時(shí)只需分別取兩表示數(shù)的較大值，解出當(dāng)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值，再把解出的較大值和滑動(dòng)變阻器的較大阻值進(jìn)行比較，如果解出的較大值超過(guò)了滑動(dòng)變阻器的較大阻值，那較大值就取滑動(dòng)變阻器的較大值。否則，就取解出的兩個(gè)阻值為極值。

　　解：當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時(shí)

　　R總=-=-=8(Ω)

　　∴R1=R總-R2=8-6=2(Ω)

　　當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，I'=I1'=-=-=0.3(A)

　　R2'=-=-=10(Ω)<20Ω

　　∴滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為2Ω~10Ω。所以此題選C。

　　類型2.兩表示數(shù)正對(duì)應(yīng)的。這類題的特點(diǎn)是：電壓表測(cè)的是定值電阻兩端的電壓，電壓表和電流表示數(shù)要變大都變大，要變小都變小，所以兩表量程限定的都是滑動(dòng)變阻器接入阻值的較小值，此時(shí)需取解出的兩個(gè)阻值中較大的，才不至于把另一塊表燒壞。那么滑動(dòng)變阻器接入的較大阻值就是它的總阻值了。

　　例2.在圖2所示的電路中，R1=4Ω，R2=6Ω，R3為滑動(dòng)變阻器，電源電壓為12伏且保持不變，所用電流表的量程是0~3A，電壓表的量程是0~3V。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為了使電流表、電壓表都不會(huì)損壞，那么滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻至少多大？

　　解析：1.先看串并聯(lián)：這是一個(gè)串聯(lián)電路——R1、R2、R3串聯(lián)；

　　2.再看表測(cè)誰(shuí)：電流表測(cè)串聯(lián)電流，電壓表測(cè)R1兩端電壓；

　　3.分析電路：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片往左移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入的電阻變小，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，電流表示數(shù)變大，同時(shí)定值電阻R1兩端的電壓也變大，所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入阻值較小時(shí)，必須助力兩表都不燒壞。為此我們可先讓其中一塊表取到較大值，看會(huì)不會(huì)燒壞另一塊表，從而確定變阻器接入的較小阻值。

　　解：當(dāng)電壓表示數(shù)是3V時(shí)：I=I1=-=-=0.75(A)

　　∵0.75A<3A ∴電流表不會(huì)損壞

　　∴電路中較大電流為0.75A，此時(shí)變阻器接入電路阻值較小。

　　又∵此時(shí)電路的總電阻R=- =-=16(Ω)

　　∴R3=R-R1-R2=16-4-6=6(Ω)

　　即為了使電流表、電壓表都不會(huì)損壞，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻至少為6歐。

　　類型3.給范圍求其他物理量的。這類題通常會(huì)給兩表示數(shù)的變化范圍，一定注意兩表示數(shù)是正對(duì)應(yīng)還是反對(duì)應(yīng)，通常的判斷方法是：若電壓表測(cè)的是定值電阻的電壓，那么兩表示數(shù)就是正對(duì)應(yīng)，即電流表示數(shù)較大時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)也較大；若電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓，兩表示數(shù)就是反對(duì)應(yīng)，即電壓表示數(shù)較大時(shí)電流表示數(shù)反而較小。

　　例3.如圖3所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變化范圍是2.4~8V，電流表示數(shù)變化范圍是0.5~1.2A，則定值電阻R0的阻值及電源電壓各是多大？

　　解析：1.先看串并聯(lián)：這是一個(gè)串聯(lián)電路——R0和R/串聯(lián)；

　　2.再看表測(cè)誰(shuí)：電流表測(cè)串聯(lián)電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器R/兩端電壓；

　　3.分析電路；假設(shè)滑片向右移，則R/變大，電路中總電阻變大，而電源電壓一定，所以電路中的電流減小，即電流表示數(shù)變小，這時(shí)R0兩端電壓一定減小，所以R/兩端電壓變大，可見(jiàn)電流表示數(shù)越大時(shí)，電壓表示數(shù)越小，所以當(dāng)電壓表示數(shù)為2.4V時(shí)，電流表示數(shù)應(yīng)為1.2A，當(dāng)電壓表示數(shù)是8V時(shí)，電流表示數(shù)應(yīng)為0.5A，即兩表示數(shù)是反對(duì)應(yīng)的。據(jù)此畫(huà)出等效電路圖為：

　　解：利用電源電壓相等列方程：

　　U=U

　　U1+I1·R0=U2+I2·R0

　　2.4+1.2R0=8+0.5R0

　　解得R0=8(Ω)

　　U=U1+I1·R0=2.4+1.2×8=12(V)

　　說(shuō)明：此題易錯(cuò)點(diǎn)在于容易當(dāng)成正對(duì)應(yīng)，即當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí)，電壓表示數(shù)為2.4V，解題時(shí)要根據(jù)對(duì)電路圖的分析確定兩表示數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　當(dāng)然，范圍題還有并聯(lián)的題型，請(qǐng)同學(xué)們具體問(wèn)題具體分析，仿此進(jìn)行分類總結(jié)，則此類問(wèn)題可深入掌握。