初三九年级人教版全一册第15章　探究电路 第四节　电阻的串联和并联 第5课时　动态电路的定量问题（三）课件

第15章　探究电路第四节　电阻的串联和并联（建议在第三节前教学）第5课时　动态电路的定量问题（三）,知识点一“开关＋滑动变阻器＋定值电阻”引起的动态电路定量计算如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω1A”。,（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求电源电压；解：（1）当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电路为仅有R1的简单电路，电流表示数为0.4A，则电源电压：U＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V,（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值；解：（2）当闭合开关S3，断开开关S1、S2时，R2、R3串联，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表测R2两端的电压，电压表的示数为4V，电路中的电流：I2＝＝＝0.08AR3的阻值：R3＝＝＝50Ω,（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。解：（3）当闭合开关S1、S2和S3时，R1、R2并联，R3被短路，电压表测电源电压，电流表测干路电流，则通过R1的电流为0.4A不变。已知电流表的量程为0～0.6A，则干路电流最大为0.6A。所以通过滑动变阻器的最大电流：I2大＝I总大－I1＝0.6A－0.4A＝0.2A滑动变阻器连入电路的最小电阻：,R2小＝＝＝40Ω当变阻器滑片移动到最左端时，滑动变阻器接入阻值最大，总电流最小，没有超过电流表量程，故滑动变阻器连入电路的最大电阻为100Ω。因此，在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器R2的阻值取值范围为40～100Ω。,1.如图所示的电路，电源电压大小保持不变，电阻R1＝30Ω，R2＝15Ω，滑动变阻器R3的规格为“40Ω0.5A”。电压表和电流表接入电路的量程分别为0～15V和0～3A。（第1题）,解：（1）只闭合开关S1，该电路为R1和R2的串联电路，电路总电阻：R＝R1＋R2＝30Ω＋15Ω＝45Ω则电源电压：U＝IR＝0.2A×45Ω＝9V（第1题）（1）只闭合开关S1，电流表的示数为0.2A，求电源电压；,（2）同时闭合开关S1、S2、S3，当P置于R3中点时，求通过电流表的电流；解：（2）闭合S1、S2、S3，R2被短路，R1和R3并联，电流表测干路的电流，电压表测电源电压。当P置于R3中点时，R3接入电路的阻值：R中＝R3＝×40Ω＝20Ω此时干路的电流：I'＝＋＝＋＝0.75A即通过电流表的电流为0.75A。（第1题）,（3）只闭合开关S2，电压表改用0～3V的量程，在保证电路各元件安全的前提下，求滑动变阻器R3可调节的阻值范围。解：（3）只闭合开关S2，R2、R3串联，电压表测量R3两端的电压，电流表测量电路电流；当滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时，电路为R2的简单电路，此时电路中的电流：I1＝＝＝0.6A＞0.5A（第1题）,则会烧坏滑变，故电路最大电流为0.5A此时定值电阻R2两端电压：U2＝I最大R2＝0.5A×15Ω＝7.5V此时滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑＝＝＝3Ω即滑动变阻器接入电路中的最小阻值为3Ω滑变两端最大电压为3V，此时，R2两端电压：U'2＝U－U3大＝9V－3V＝6V此时通过电路的电流：I3＝＝＝0.4A,此时滑动变阻器接入最大电阻：R'滑＝＝＝7.5Ω故滑变R3可调节的阻值范围为3～7.5Ω,知识点二“开关＋滑动变阻器＋灯泡电阻变化”引起的动态电路定量计算（选学）如图所示电路，电源电压恒定，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R1的阻值为72Ω，滑动变阻器上标有“50Ω2A”的字样，小灯泡L正常发光时的电压为18V，其两端电压与电流的5组数据如表所示。断开开关S2、S3，闭合S1时，电流表A的示数为0.25A。求：,电压U/V3691218电流I/A0.120.20.250.30.4（1）小灯泡L正常发光时的阻值；解：（1）根据表中数据可知，小灯泡L正常发光时的阻值：RL＝＝＝45Ω,（2）电源电压U；解：（2）只闭合S1时，R1与L串联，电流表测电路中的电流，即I1＝0.25A，根据表中数据可知，小灯泡两端电压为9V，由I＝可得，R1两端电压：U1＝I1R1＝0.25A×72Ω＝18V电源电压：U＝U1＋UL'＝18V＋9V＝27V,（3）当断开开关S1、S3，闭合S2，在保证电路元件都安全的情况下，电阻R2连入电路的最大阻值。解：（3）只闭合开关S2时，R2与L串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端的电压：UL″＝U－U2＝27V－15V＝12V由表格数据可知，电路中的电流I小＝0.3A，,则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2大＝＝＝50Ω所以，电阻R2连入电路的最大阻值为50Ω。,2.如图甲的电路中，电源电压保持不变。灯泡L的电流随电压U的变化关系如图乙。定值电阻R1＝60Ω，R2为标有“90Ω1A”的滑动变阻器。（第2题）,（1）滑动变阻器的滑片在中点时，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A，求电源电压；解：（1）只闭合开关S2时，电源电压：U＝IR2＝0.2A×90Ω＝18V,（2）若将滑动变阻器的滑片移至a端，只闭合开关S2、S3后，求电流表的示数；解：（2）若将滑动变阻器的滑片移至a端，只闭合开关S2、S3，R1与R2并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流则干路电流表的示数：I'＝＋＝＋＝0.5A,（3）只闭合开关S1，若灯泡两端电压不能超过6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，为了保护电路的安全，求滑动变阻器R2的取值范围。解：（3）只闭合开关S1时，灯泡L与变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流由图乙可知，灯泡两端的电压为6V时，通过的电流为0.5A，因为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I大＝0.5A，此时R2接入电路中的电阻最小,R2两端的电压：U2＝U－UL＝18V－6V＝12V则R2接入电路中的最小电阻：R2小＝＝＝24Ω当电压表的示数U2大＝15V时，灯泡两端的电压最小，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大此时灯泡两端的电压：UL'＝U－U2大＝18V－15V＝3V,由图乙可知：通过灯泡的电流为0.3A，即电路中的电流I小＝0.3A则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2大＝＝＝50Ω综上所述，滑动变阻器R2的取值范围为24Ω～50Ω,1.如图所示电路中，电源电压恒定，滑动变阻器的滑片P移到b端。R1与R2组成串联电路，需要闭合开关⁠；滑片P由b向a滑动过程中，电压表V1的示数将（选填“变大”“变小”或“不变”）；当电压表V1与V2的示数比为5∶3时，R1与R2连入电路的阻值比为⁠。S、S2不变3∶2（第1题）,2.如图所示电路中，电源由4节新干电池串联组成（灯丝电阻不变）。求：（1）计算4节新干电池串联后的电压；解：（1）4节新干电池串联后的电压：U＝4×1.5V＝6V（第2题）,（2）当滑动变阻器R2的滑片P移到最右端，开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数为0.5A，通过灯泡的电流为IL＝0.2A。计算R1的电阻；（第2题）,解：（2）当滑动变阻器R2的滑片P移到最右端，滑动变阻器接入电路的电阻为0，开关S、S1闭合，S2断开时，灯泡和定值电阻并联接入电路，电压表测电源电压，电流表测干路电流则通过定值电阻的电流：I1＝I－IL＝0.5A－0.2A＝0.3A故R1的电阻：R1＝＝＝20Ω（第2题）,（3）当滑动变阻器R2的滑片P移到最左端，开关S、S2闭合，S1断开时，电压表的示数为3V，计算滑动变阻器R2的电阻。解：（3）灯泡的电阻：RL＝＝＝30Ω开关S、S2闭合，S1断开时，灯泡和电阻R2串联接入电路，R1短路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压（第2题）,此时通过电路的电流：I'＝＝＝0.1A故滑动变阻器R2的电阻：R2＝＝＝30Ω,3.如图所示，电源电压为12V，R1、R2为定值电阻，R2＝20Ω，R3为滑动变阻器，其铭牌上标有“？Ω2A”字样。将滑动变阻器R3的滑片调至最左端，当只闭合开关S3时，电流表A的示数为0.4A；保持滑片位置不变，当只闭合开关S1时，电压表V1的示数为3V。求：（第3题）,解：（1）将滑动变阻器R3的滑片调至最左端，当只闭合开关S3时，电路为仅有滑动变阻器的简单电路，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，则滑动变阻器R3的最大阻值：R3＝＝＝30Ω（1）滑动变阻器R3的最大阻值；（第3题）,（2）R1的阻值；解：（2）保持滑片位置不变，当只闭合开关S1时，滑动变阻器和R1串联接入电路，电压表V1测定值电阻R1两端的电压，此时滑动变阻器两端的电压：U3＝U－U1＝12V－3V＝9V此时通过电路的电流：I＝＝＝0.3A则R1的阻值：R1＝＝＝10Ω（第3题）,（3）电压表V1接入电路的量程为0～3V，电压表V2接入电路的量程为0～15V，电流表A所选量程为0～3A，电流表A1所选量程为0～0.6A。通过改变电路的连接情况，在保障各电路元件安全的情况下，电流表A的最大示数和最小示数之比。（第3题）,解：（3）已知R2＝20Ω，则R3＞R2＞R1只闭合开关S1时，滑动变阻器和R1串联接入电路，电压表V1测定值电阻R1两端的电压，滑动变阻器接入电路的阻值最大时通过电路的电流最小，由（2）可知：最小电流I＝0.3A，电流表A1安全，此时电压表V1的示数为3V，V1安全。（第3题）,开关S2、S3闭合时，滑动变阻器与R2并联，电流表A1测通过定值电阻R2的电流，电流表A测干路电流，电压表V2测电源电压，电源电压小于电压表V2量程，电压表V2安全；当通过滑动变阻器的电流最大时，干路电流也最大，此时通过定值电阻R2的电流：I2＝＝＝0.6A,电流表A1所选量程为0～0.6A，则A1安全。滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，此时通过干路的电流：I'＝I2＋I3'＝0.6A＋2A＝2.6A电流表A所选量程为0～3A，则电流表A安全。故电流表A的最大示数和最小示数之比为：I'∶I＝2.6A∶0.3A＝26∶3,4.*图甲是小明所设计的电路图，其中标有“2.5V”字样小灯泡L的电流与电压的关系如图乙所示，定值电阻R1＝10Ω，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成（总长度为45cm，导体GH每1cm的电阻为1Ω），且在材料相同、横截面积相同时，导体的电阻与导体的长度成正比，其中有一段是铜导体，其电阻可忽略不计，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合开关S、S1时，电流表示数I与滑片P向左移动距离x的关系如图丙所示，求：,（第4题）,（1）小灯泡正常发光时的电阻；解：（1）由图乙可知：当小灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.5A则小灯泡正常发光时的电阻：R＝＝＝5Ω,（2）电源电压与R2的最大阻值；解：（2）只闭合开关S、S1时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流；由图丙可知：当滑动触头在E处时，R2接入的阻值为零，电路为R1的简单电路，电流最大为I＝1.2A则电源电压：U＝IR1＝1.2A×10Ω＝12V只闭合开关S、S1，当滑动触头位于H处，R2接入的电阻最大，电流最小为I'＝0.3A，R1与R2串联则电路总电阻：R总＝＝＝40Ω故R2的最大阻值：R2＝R总－R1＝40Ω－10Ω＝30Ω,（3）若只闭合开关S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的最大值。解：（3）只闭合开关S、S2时，小灯泡与R2串联，当小灯泡正常发光时，其两端电压为2.5V则R2两端的电压：U2＝U－UL＝12V－2.5V＝9.5VR2连入电路的最小电阻：R2＝＝＝19Ω,滑动触头P从H端移到E端时出现拐点，由图丙可知：GH＝20cm，FG＝30cm－20cm＝10cm，EF＝45cm－30cm＝15cm，中间一段电流无变化，故FG是铜导线由图丙可知：当滑片P位于F点时，电路中电流I'＝0.6A则总电阻：R总'＝＝＝20ΩEF段电阻：REF＝R总'－R1＝20Ω－10Ω＝10ΩGH导体接入的电阻：RGH＝R2－REF＝19Ω－10Ω＝9Ω,由于GH部分每1cm长电阻为1Ω，则接入的长度为9cm，未接入的长度为20cm－9cm＝11cm，即滑片P向左移动距离x的最大值为11cm