巧用不等式确定阻值范围

来源 :初中生学习指导·中考版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tlling06990702
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在有关滑动变阻器型动态电路计算中,常会涉及在保证电路安全的情况下求解滑动变阻器的阻值范围问题。此类题由于综合性强、难度大,很多同学总是望而生畏。其实,解题中若能巧列不等式组则可快速求解。下面举例介绍。
  类型一:滑动变阻器与用电器串联
  例1(2019·山东·东营)如图1所示,测量小灯泡电功率的电路中,电源电压恒为6 V,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A”,小灯泡规格为“2.5 V 0.25 A”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,则滑动变阻器的取值范围为 。
  分析:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。通过电流表、滑动变阻器和小灯泡的最大电流分别为0.6 A、1 A和0.25 A,由于在串联电路中电流处处相等,为保证上述各元件安全,则电路允许通过的最大电流为0.25 A,即通过电路中的电流I ≤ 0.25 A;加在电压表和小灯泡两端的最大电压分别为3 V和2.5 V,由于电压表两端的电压与小灯泡两端电压相同,为保证电压表和小灯泡的安全,则加在小灯泡和电压表两端的最大电压应为2.5 V,即加在小灯泡两端的电压U ≤ 2.5 V。利用欧姆定律和串联电路特点分别写出上述两个不等式中的电流和电压的表达式,表达式要用已知量和待求量R滑表示,再结合滑动变阻器连入电路的阻值R滑 ≤ 50 Ω,联立三个不等式求交集得解。
  解:小灯泡的电阻[RL=U额I额=2.5 V0.25 A=10 Ω],根据以上分析列不等式组如下:[URL+R滑≤0.25 AURL+R滑RL≤2.5 VR滑≤50 Ω],  将已知量代入得:[6 V10 Ω+R滑≤0.25 A6 V10 Ω+R滑 ×10 Ω≤2.5 VR滑≤50 Ω],解得:14 Ω ≤ R滑 ≤ 50 Ω。
  点评:若滑动变阻器与用电器串联,且电压表测量用电器两端电压,当变阻器滑片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。
  类型二:滑动变阻器与用电器并联
  例2(2019·江西)如图2所示,电源电压为8 V保持不变,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,R1=20 Ω,滑動变阻器R2的规格为“100 Ω  1 A”。
  求: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。
  分析:闭合开关S1、S2和S3,R3被短路,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,电流表的量程为0~0.6 A,则通过干路的电流I ≤ 0.6 A;由于在并联电路中,各支路电压和总电压相等,则加在滑动变阻器两端的电压始终为8 V,小于电压表的最大值15 V;滑动变阻器连入电路的阻值R滑 ≤ 100 Ω。根据上述分析可利用欧姆定律和串联电路特点列出电流的表达式,表达式要用已知量和待求量R滑表示,联立两个不等式求交集得解。
  解:通过R1的电流为[I1=UR1=8 V20 Ω=0.4 A]。根据以上分析列不等式组如下:
  [I1+UR滑≤0.6 AR滑≤100 Ω]  将已知量代入得:[0.4 A+8 VR滑≤0.6 AR滑≤100 Ω]  解得40 Ω ≤ R滑≤ 100 Ω。
  点评:当滑动变阻器与用电器并联时,各支路两端电压和电源电压都相等,在滑动变阻器连入的电阻不为0的情况下,当变阻器滑片P移动时,电压表的示数总是等于电源电压,且电压表量程的最大值一定大于电源电压。可见解答此类题只需列出通过电流表所测电路的电流和滑动变阻器连入电路的阻值两个不等式即可快速求解。
  (2019·甘肃·兰州改编)如图3所示的电路中,电源电压恒为6 V,灯泡L上标有“6 V  0.5 A”的字样,R1的阻值为6 Ω,滑动变阻器R2上标有“10 Ω  0.8 A”的字样,电流表A的量程为0~3 A,电压表V的量程为0~3 V,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:闭合S,断开S1与S2时,在确保电路安全的前提下,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。
  【答案】1.5~6 Ω
  【提示】首先根据开关的通断明确电路连接方式为串联,进而明确两电表测量对象。然后根据“逐一保护法”确定电路中的最大电流为0.8 A,滑动变阻器R2两端的最大电压为3 V。由此表示出相对应的不等式分别为:I ≤ 0.8 A和U滑 ≤ 3 V。所对应的不等式表达式分别为:[UR1+R滑 ≤0.8 A];[UR滑R1+R滑 ≤3 V],两式联立取交集可得解。
其他文献
中考对于因式分解的要求非常简单,要求了解因式分解的意义及其与整式乘法的区别与联系,会用提公因式法(字母的指数是正整数)、运用公式法(平方差公式、完全平方公式,直接运用公式不超过两次)进行因式分解. 高中代数部分是以函数为主线展开的,包括研究函数的性质、解一元高次不等式、三角函数的恒等变形等,需要具备较强的代数变形能力,而因式分解是代数恒等变形的重要途径,涉及的内容与方法远远超出中考的考查范围.为帮
期刊
在平面直角坐標系中,常常会遇到与圆有关的动态题目,解决这类问题需要把圆的有关性质与点的坐标相结合,综合利用直线与坐标轴的交点、圆的性质以及三角形、四边形等有关知识,“以静制动”达到解题目的. 现分类介绍如下.  一、确定最大值  例1(2019·湖北·鄂州)如图1,在平面直角坐标系中,已知C(3,4),以点C为圆心的圆与y轴相切. 点A,B在x轴上,且OA = OB,点P为⊙C上的动点,∠APB
期刊
1. 小明和小亮小学毕业后,按家庭住址,被分配到光明中学就读,为了保证教育公平,光明中学采用阳光分班的形式,通过电脑派位,每个同学进入任何一个班的机会是均等的,已知光明中學初一共有4个教学班,班号依次为1、2、3、4,小明和小亮被分配到同一个班的可能性大还是都被分配到奇数号班的可能性大?用列表或画树状图的形式说明理由.  2. 如图,△ABC内接于⊙O,△ABC的外角∠BAE的平分线交⊙O于点D,
期刊
四、主語为不定代词的主谓一致问题  主语为不定代词时,一般遵循语法一致原则,即表示单数概念的不定代词(如one, nothing, nobody,anyone等)后,谓语动词用单数形式;表示复数概念的不定代词(如many, several, both等)后,谓语动词用复数形式。  (1)Nobody knows who is in control of the club.  (2)Nothing
期刊
知识改变命运,学习改变人生。所以我们必须努力学习和读书,获取更多的知识。  As we all know that education can change people’s futures. Everyone can give something from getting an education. Now let me tell you a real story.  It was a room
期刊
There was once a shepherd who had a daughter whose great beauty attracted a lot of young men.  One day, the shepherd asked his daughter, “My dear daughter, tell me, what kind of man do you want to be
期刊
王维是盛唐诗人的代表之一。受社会环境和个人际遇的影响,在思想上,他一方面积极进取,渴望立功报国;另一方面又信佛参禅,流露出空静自然的性情。这两种思想相互交织,使他的诗歌或豪迈粗犷,或闲适宁静,或空灵秀美,呈现出多样的艺术风格。  王维的诗歌现存400多首,一定程度上能够反映出他的思想性格和人生历程。王维的诗歌创作以开元末、天宝初为界,大致可分为前后两个时期。前期主要写游侠诗和边塞诗。这些诗笔力雄厚
期刊
清新的空气,清澈的河流,绿油油的大地,蓝蓝的天空……这一切是多么令人向往,让我们伸出双手,一起保护这美丽的地球!  Are there any environmental problems in your city? What causes them? Have you ever taken action on your own to solve problems? Did you seek ou
期刊
问题一:欧姆定律研究的是哪些物理量的关系?  答:欧姆定律研究的是通过导体的电流(I)与加在导体两端的电压(U)、导体的电阻(R)三个物理量的关系,其中电压、电阻是因,电流是果,也就是说,是电压和电阻的大小决定了电流的大小。  比如说,关于电流和电压的关系:由于同一电阻其阻值不变,我们就说通过电阻的电流与加在其两端的电压成正比,而不能说电压与电流成正比。这是因为是电压的改变导致了电流的改变,而不是
期刊
健康向來是人们追求的目标,拥有健康的身体会让我们的生活更加美好。午休也是保证健康的一个好方法。由于文化的不同,中西方午休的方式存在差异,让我们一起来了解一下吧!  After a busy morning at work, lunchtime gives me a chance to do many things, such as exercise, read or watch TV. One c
期刊