串联电路中滑动变阻器的功率变化范围的分析
滑动变阻器在串并联电路中的作用(公开课)
敏感电阻一般情况下可以看作一个滑动变阻器
温度（升高/降低） 压力（增大/减小） 光照强度（升高/降低） 烟雾浓度（升高/降低）
电阻的变化
电流 电压
空气湿度（升高/降低）
电功率
• 例 3 如图所示，是创新小组设计的汽车油量显示仪的电路原理图， 其中电源电压恒定为6 V，定值电阻R0为5 Ω，油量表实质上是量 程为0～3 V的电压表．R为压敏电阻，其电阻值与油箱中油量的关
系如下表所示．下列说法中正确的是( ) C
油量 V/L
0 10 20 30 40 50
压敏电阻 R/Ω
25 20 15 10 5 2.5
A. 油箱中油量增多时，压敏电阻R的阻值变大 B. 电压表示数为3 V时，油箱中的油量为50 L C. 油箱中油量为20 L时，R0两端的电压为1.5 V D. 油箱中油量减少时，电路消耗电能的总功率变大
滑动变阻器在串并联电路 中的应用
郑州市回民初级中学物理组 王秋峰
学习目标
1 学生能够熟练的掌握滑动变阻器在串、并联 电路中的应用。 2 能够分析电阻变化时，电路中的电流、电压、 电功率、电功的变化情况，并能够计算出相应 的值。 学习重点：滑动变阻器在串并联电路中的应用 学习难点：在串联电路中滑动变阻器的电功率变化规律
七、电压表与电流表的乘积如何变化__变__小__
例1
看如图所示的电路，滑动变阻器最大阻值为12Ω,定值电阻R1为6 Ω,电 源电压为6V不变,,电流表的量程是0—0.6A,电压表的量程是0—3V,在保证电 路安全的前提下：
八、电压表的变化范围是____2_._4_-3__v__
九、电流表的变化范围是___0__.5_-_0_._6_A 十、为了保证电路安全R2的变化范围是_4_-_6_Ω___ 十一、电路总功率的变化范围是_3_-_3_._6_W_____ 十二、R1的功率的变化范围是1_._5_-_2_._1_6_w___
人教版九年级物理电学专题之电功率极值和滑动变阻器取值范围讲解与强化训练48题有答案
人教版九年级物理电学专题之极值和取值范围强化训练48题有答案姓名：__________ 班级：__________一、滑动变阻器接入电阻的范围1.最大阻值：首先应先进行分析，若随着变阻器阻值的增大，各电表的示数在减小，则变阻器允许的最大阻值即为变阻器铭牌中标注的最大值；若串联电路中，有电压表并联在滑动变阻器两端，则应利用电压表的量程最大值、电路电流值，求变阻器允许的最大阻值，即Rmax=U电压表max/I2.最小阻值：应先确定电路中允许的电流最大值，确定的依据是：电流表的量程、滑动变阻器的铭牌、用电器的额定电流以及并联在用电器两端的电压量程，利用这四者分别求出每一条件下允许的最大电流，取四者中最小的，作为电路中允许的最大电流，然后再根据滑动变阻器之外的用电器两端电压、电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值，即Rmin=(U电源-U额)/Imin二、电路的电流、电压的极值1.电路电流的极值：a.电路最大电流：依据电路中用电器的额定电流、电流表的量程来决定，取两者中的最小值作为电路的最大电流值；b.电路最小电流：依据滑动变阻器接入电路的最大阻值决定，此时电路中的总电阻最大，由I=U/R可知此时电路中电流为最小电流：Imin=U电源/R总最大2.用电器两端电压的极值a.最大电压：依据用电器的额定电压，电压表的量程来决定，取两者中的最小阻值作为用电器两端的最大电压值；b.一般是求滑动变阻器的最小电压，此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定，此时要注意电路安全问题，即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值及电压表量程的情况下来取最小电压。
三、电路、用电器消耗电功率的极值：根据电路、用电器中各自最大（小）的物理量即可求得。
1. 最大（小）电压、电流值，则有P=UI2.最大（小）电压值、电阻值，则有P=U²／R3．最大（小）电流值，电阻值，则有P=12R一、单选题（共32题）1.如图是小白同学所设计的四种发热器的电路，所用的电源电压相同，R1＞R2，四个电路中消耗的总电功率最大的是（）A. B. C. D.2.如图甲所示，R1的阻值是20Ω，滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象如图乙所示，则R2消耗的最大功率是（）A. 0.45WB. 0.50WC. 0.80WD. 0.90W3.如图所示，电源电压为4.5 V，电压表量程为“0～3 V”，电流表量程为“0～0.6 A”，滑动变阻器规格为“101 A”，小灯泡L标有“2.5 V 1.25 w”(灯丝电阻不变)。
79.部编物理专题欧姆定律在串并联电路中的应用五(滑动变阻器的取值范围)(解析版)
17.4 欧姆定律在串并联电路中的应用（五）第5课时 滑动变阻器的取值范围当滑动变阻器移动时，会引起电路中的电流以及用电器两端的电压变化，如果电路中的电流或电压超过允许的最大值，则会损坏电路元件，所以为了保护电路元件的安全，滑动变阻器有最大值和最小值的限制。
一、串联电路中滑动变阻器的取值范围 （1）电压表与定值电阻并联当滑动变阻器取最小值时，电路中的电流达到最大值，所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定；滑动变阻器的最大值没有限制，取量程的最大值。
（2）电压表与滑动变阻器并联当滑动变阻器取最小值时，电路中的电流达到最大值，所以滑动变阻器的最小值由电路中的允许通过的最大电流决定。
当滑动变阻器连入电路的阻值变大时，电压表的示数也会变大，所以滑动变阻器的最大值由电压表的最大量程决定。
二、并联电路中滑动变阻器的取值范围并联电路中，由于各支路两端的电压等于电源电压，所以电压表的安全问题一般不会考虑。
滑动变阻器的阻值范围主要由支路或者干路的电流表的量程决定。
一、串联电路中滑动变阻器的取值范围 (1) 电压表与定值电阻并联例 1.标有“2V 0.5A ”字样的小灯泡和标有“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“00.6A -”。
电压表的量程为“03V -”。
闭合开关。
移动滑动变阻器滑片。
在不烧坏各元件的前提下求：滑片的移动方向所在支路电阻大（小）所在支路电流小（大）干路电流小（大）另一条支路电压、电阻和电流都不变，不受影响（1）电流表的取值范围； （2）变阻器的取值范围；【答案】：（1）变阻器的取值范围为8~20ΩΩ； （2）电流表的取值范围为0.25~0.5A A ； （3）电压表的取值范围为1~2V V 。
【解析】：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。
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A ，电流表的量程为0~0.6A ，变阻器允许通过的最大电流为1A ，所以，电路中的最大电流0.5I A =大，此时灯泡两端电压表的示数最大2L U V =大，变阻器接入电路中的电阻最小， 由UI R=可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为： 6120.5U VR I A===Ω总大，240.5L L L U V R I A ===Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，变阻器接入电路中的最小阻值：1248L R R R =-=Ω-Ω=Ω总小。
(完整版)串联电路中滑动变阻器的功率变化范围的分析
关于“串联电路中滑动变阻器的功率变化范围”的探讨电功率是初中学生物理学习中的一个重点并难点内容，而求串联电路中滑动变阻器的功率变化范围时运用到数学中的一元二次方程来求解对于初中生来说更是难上加难。
前些天有学生向我请教了这一类问题，为此我在班上出了一道类型题供学生分组探讨并归纳出结论如下：探究课题：一个滑动变阻器R2与一个阻值为R1的定值电阻串联在电压为U的电路中，如何求出滑动变阻器的电功率变化范围？例题：如图1，R1=10Ω，R2的阻值范围为0—50Ω，电源电压为12V恒定不变。
求：（l）滑片P从a端到b端的过程中，电流表和电压表的示数变化范围。
（2）P从a端滑到b端的过程中，R2的功率的变化范围.分析：在做这一道题时，我让学生分两步进行：（l）当P在a端时，R2未接人电路，电压表的示数等于电源电压12V此时电流表的示数I=U/R1= 12V/10Ω= l.2A2．当P在b端时，R1与R2串联，电流表的示数I=U/ R总=12V/(10Ω＋50Ω)=0.2A此时电压表的示数为：U=IR1=0.2A ×10Ω= 2V所以电压表的变化范围是12V—2V，电流表的变化范围是l.2A—0.2A。
这样的解法一般称为“端点法”，学生也容易接受，但学生往往不考虑条件，“依葫芦画瓢”，在任何地方都这样做。
如在解第（2）时：有不少学生这样解答：当P在a端时，R2未接入电路，故P=0当P在b时，P=I2R2=(0.2A) 2×50Ω=2W所以R2的功率变化范围为：0—2W显然这个结论是错误的，因为随便找一处当R X=20Ω时，则有I＝U/R=12V/(10Ω+20Ω)=0.4AP=IR X=(0.4A)2×20Ω=3.2W＞ 2W即在b点时R2的功率并不是最大。
电压一定时，用公式I=U/(R1+R2)可得R1一定，R2越大则I越小，此时R1两端电压U1=IR1则越小.但判断R2的功率时，P=IU2，(I在变小则U2在变大)则不能说R2最大时功率最大。
专题：串联电路中滑动变阻器功率的最值问题
专题：串联电路中滑动变阻器功率的最值问题张老师整理例：在如图所示的电路中，电源电压为U=6V 且恒定，定值电阻R 1=10Ω与最大值为R 2的变阻器串联，求S 闭合后，当R 2为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？这个最大值是多少？略解：根据221222221222222)(1)(R R R U R R R U R I I U P +=⋅+=⋅=⋅= =)0(4)(12122122≠+-R R R R R U20．（2015重庆A 卷，第20题）如图17所示，是小勇设计的某电器设备的部分电路。
电源电压9V 保持不变，灯泡L 标有“8V 4W ”字样，电流表的量程为0～3A ，电压表的量程为0～15V ，滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω。
闭合开关S 和S 1时，电路消耗的功率为4.05W 。
（不计灯丝电阻随温度的变化）求： （1）小灯泡L 的电阻；（2）开关S 、S 1、S 2都闭合时，通过电流表的最小电流；（3）在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下，只闭合开关S 2时滑动变阻器R 2的电功率变化范围。
R 1R 220.（2015重庆B卷，第20题）如图18所示，电源电压恒为18V,小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R标有“100Ω1A”字样，电压表使用的量程为0～15V，电流表使用的量程为0～0.6A，R0为一定电阻；当闭合开关S、S1，断开S2时，灯泡L恰好正常发光；不计温度对灯丝电阻的影响。
求：（1）小灯泡L的电阻；（2）闭合开关S、S1，断开S2时，通电1min，电流通过定值电阻R0所做的功；（3）当闭合开关S、S2，断开S1时，在保证电表不超量程、灯泡L两端的电压不超额定电压的情况下，滑动变阻器R功率的变化范围。
从上面的“R2=R1时，P2最大”这一结论中：1、题的解法很特别：除了运用必须的关于电功率的计算公式外，它还必须借助于巧妙的数学技巧，将本不能一目了然的函数表达式变换成关系清楚的表现形式。
(完整word版)滑动变阻器最大功率 问题
滑动变阻器的功率问题例1在如图所示的电路中，电源电压为U=6V且恒定，定值电阻R1=10Ω与最大值为R2的变阻器串联，S闭合后，求：（1）当R2为多大时，R1消耗的功率最大？最大是多少？（2）当R2为多大时，电路的总功率最大，最大是多少？（3）当R2为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？这个最大值是多少？例2、在如图所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，电阻R1=30Ω，R2为“1A，20Ω”的滑动变阻器。
求变阻器R2消耗的最大功率？此时R1的功率是多大？练习：1如图1，R1=10Ω，R2的阻值范围为0—50Ω，电源电压为12V恒定不变。
求：（l）滑片P从a端到b端的过程中，电流表和电压表的示数变化范围。
（2）P从a端滑到b端的过程中，R2的功率的变化范围.RX=10Ω。
即滑动变阻器功率的变化范围是0～3.6W～2W。
2 如图甲所示，R1的阻值是20Ω，滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象如图乙所示，则R2消耗的最大功率是（）AA0.45W B0.50W C0.80W D0.90W.3、小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”，将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中，如图乙所示，b图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系，则表示“电源总功率P U随电流I变化的关系”图线是．如电源电压U保持不变，则由图象可知：电源电压U为V．定值电阻R0的阻值为Ω．当电流为1.5A时，滑动变阻器的接入电阻为Ω．a 3 1 14、如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。
图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。
则该滑动变阻器的最大值是，电源电压是V,R0的阻值是Ω，滑动变阻器R1的最大功率是W. 50 12 10 3.65、如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5A)。
串联电路中定值电阻与滑动变阻器变化规律
串联电路中定值电阻与滑动变阻器变化规律1. 介绍在电路中，定值电阻和滑动变阻器都是常见的电阻元件。
它们在串联电路中起着至关重要的作用，可以影响电路的电流、电压和功率等方面。
本文将介绍串联电路中定值电阻与滑动变阻器的变化规律，以帮助读者更好地理解电路中的电阻元件的作用。
2. 定值电阻定值电阻是一种电阻数值固定的电阻器。
它的电阻值是在制造时就被固定下来的，无法通过外部手段进行调节。
在串联电路中，定值电阻的电阻值对电路的整体特性产生着重要的影响。
当电流通过定值电阻时，定值电阻的电阻值会产生一定的电压降，从而影响整个电路的电压分布和电流大小。
3. 滑动变阻器滑动变阻器是一种可以手动调节电阻值的电阻器。
它的结构是在一根导电材料上刻有细微的导电轨迹，滑动触点可以沿着这些轨迹移动，从而改变整个电阻器的电阻值。
在串联电路中，滑动变阻器的电阻值可以通过调节滑动触点的位置来影响电路的整体特性，是一种非常灵活的电阻调节元件。
4. 定值电阻与滑动变阻器的共同点与差异定值电阻和滑动变阻器都是电路中常见的电阻元件，它们有一些共同点和差异点。
4.1 共同点定值电阻和滑动变阻器都可以用来限制电流、降低电压、分压和调节电路中的工作状态。
4.2 差异点定值电阻的电阻值是固定的，无法通过外部手段调节；而滑动变阻器的电阻值是可以通过滑动触点的位置进行调节的。
5. 串联电路中的变化规律在串联电路中，定值电阻和滑动变阻器的变化规律是非常重要的。
5.1 定值电阻的变化规律在串联电路中，当电流通过定值电阻时，定值电阻的电阻值会产生一定的电压降，从而影响整个电路的电压分布和电流大小。
定值电阻的变化规律是线性的，即电压和电流成正比关系，这是定值电阻在电路中最基本的特性。
5.2 滑动变阻器的变化规律在串联电路中，滑动变阻器的变化规律相对复杂一些。
由于滑动变阻器的电阻值可以通过调节滑动触点的位置来改变，因此它的变化规律是非线性的。
通过调节滑动触点的位置，可以灵活地控制电路的电压和电流分布，从而实现对电路特性的精细调节。
串联滑动变阻器功率的最值求解方法
串联滑动变阻器功率的最值求解方法作者：彭红梅来源：《世界家苑·学术》2020年第04期摘要：学生的学习中，最困难的是变量多。
初中物理的学习中滑动变阻器的学习也是因为变量过多，导致学生的学习困难。
特别是加上电学里的电功率，电功率因公式多，导致难度也大。
所以和串联滑动变阻器结合起来，当电阻变，电流变，电压的分配也跟着变，对应消耗的电功率也会变。
变量过多，对于中等及以下的学生，可以算是难上加难。
这就有必要寻找有效的方法。
来捋清楚学生的思路关键词：变量多;串联滑动变阻器;电功率1 不考虑安全时，滑动变阻器串联在电路中消耗功率的范围无论滑动变阻器如何移动，都不会超过两表量程。
滑动变阻器所消耗的最小功率，毫无疑问就是滑片P移到最左端时0W。
而最大电功率就要分情况了。
如R0=12Ω，滑动变阻器最大阻值为20Ω时，滑动变阻器消耗的功率为。
当则R=R0=12Ω时滑动变阻器消耗的功率最大为;若滑动变阻器的最大阻值为8Ω<12Ω。
根据滑动变阻器串联在电路中时P=UI—I2R0或经分析可知，滑动变阻器所消耗的电功率是一个开口向下的抛物线。
顶点是R=R0=10Ω，而滑动变阻器的最大阻值到不了10Ω。
则在抛物线的左侧，随着电阻的增大，所消耗的电功率增大。
所以这时滑动变阻器消耗的最大电功率是R=8Ω时所消耗的电功率。
2 不考虑安全时，滑动变阻器串联在电路中消耗功率的范围（1）若电源电压U=9V，R0=12Ω，滑动变阻器最大阻值为20Ω，电流表的量程为0—0.6A，电压表的量程为0—3V。
这时先根据安全考虑，算出滑动变阻器所接入电路中的电阻范围。
再在抛物线上找滑动变阻器消耗电功率的范围。
电压表并在滑动变阻器两端，若是电压表分得电压越多，说明滑动变阻器所接入电路中的电阻越大，电路中的电流越小，电流表越安全，则电压表最多可测3V电压。
R0两端电压则为9V—3V=6V，由此可知电压是R0两端一半，串联电流相等，所以滑动变阻器所允许接入电路中的最大阻值为6Ω;若滑动变阻器接入电路中的电阻越小，则电路中的电流越大，越容易超过电流表的量程。
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关于“串联电路中滑动变阻器的功率变化范围”
的探讨
电功率是初中学生物理学习中的一个重点并难点内容，而求串联电路中滑动变阻器的功率变化范围时运用到数学中的一元二次方程来求解对于初中生来说更是难上加难。
前些天有学生向我请教了这一类问题，为此我在班上出了一道类型题供学生分组探讨并归纳出结论如下：
探究课题：一个滑动变阻器R2与一个阻值为R1的定值电阻串联在电压为U的电路中，如何求出滑动变阻器的电功率变化范围？
例题：如图1，R1=10Ω，R2的阻值范围为0—50Ω，电源电压为12V恒定不变。
求：（l）滑片P从a端到b端的过程中，电流表和电压表的示数变化范围。
（2）P从a端滑到b端的过程中，R2的功率的变化范围.
分析：在做这一道题时，我让学生分两步进行：
（l）当P在a端时，R2未接人电路，电压表的示数等于电源电压12V此时电流表的示数I=U/R1= 12V/10Ω= l.2A
2．当P在b端时，R1与R2串联，电流表的示数I=U/ R总=12V/(10Ω＋50Ω)=0.2A
此时电压表的示数为：U=IR1=0.2A ×10Ω= 2V
所以电压表的变化范围是12V—2V，电流表的变化范围是l.2A
—0.2A。
这样的解法一般称为“端点法”，学生也容易接受，但学生往
往不考虑条件，“依葫芦画瓢”，在任何地方都这样做。
如在解第
（2）时：有不少学生这样解答：
当P在a端时，R2未接入电路，故P=0当
P在b时，P=I2R2=(0.2A) 2×50Ω=2W所以
R2的功率变化范围为：0—2W
显然这个结论是错误的，因为随便找一处当R X=20Ω时，则有I＝U/R=12V/(10Ω+20Ω)=0.4A
P=IR X=(0.4A)2×20Ω=3.2W＞ 2W
即在b点时R2的功率并不是最大。
电压一定时，用公式I=U/(R1+R2)可得R1一定，R2越大则I越小，
此时R1两端电压U1=IR1则越小.
但判断R2的功率时，P=IU2，(I在变小则U2在变大)则不能说R2最大时功率最大。
给学生分析了错误的原因后，我引导学生结合电功率公式及殴姆定律公式对电路图重新进行分析，再让他们自己解答。
正确的解答应该是：
设P在某处进的阻值为R X,则P=I2/R =[12V/(10Ω+ R X)] 2×R X 把它整理成关于R X的一元二次方程：P R X2+(20P-144)R X+100P=0对于这个方程一定有判别式△≥0即：
(20P-144)2-4P×100P≥0
解不等式得P≤3.6即P最大值是3.6W
把P=3.6W代人原方程得R X=10Ω。
即滑动变阻器功率的变化范围是0～3.6W～2W。
分析归纳：如果滑动变阻器R2与一个定值电阻R1串联，R1的电功率为P1。
R2滑动变阻器接入电阻为Rx.电功率为Px.电源电压为U,电路电流为I。
总功率为P则：
Px=P - P1
=U2/(R1+Rx)-[U2/(R1+Rx) 2]xR1
设1/( R1+Rx)=X则上式可化简为：
Px=U2（- R1×X2+X）
R 1大于0.则Px有最大值。
当X=1/2×R1时Px最大。
则当1/( R1+Rx)=1/2R1时Px最大。
解得Rx = R1.
由以上分析可以归纳得出结论：
1、当R2max < R1，R X = R2时，功率P X最大。
2、当R2max = R1，R X = R1 = R2时，功率P X最大。
3、当R2max > R1，R X = R1时，功率P X最大。
某同学为了探究串联电路中滑动变阻器在滑片移动过程中滑动变阻器的电功率变化特点，他利用一个5欧的定值电阻、一个标有“20Ω 2A”的滑动变阻器及电源（电压不变）、电键、导线若干，按如图所示电路连接后做了如下实验：闭合电键后移动滑片，记录了滑片在不同位置时的电压表、电流表的示数并分别计算出了滑动变阻器当时的接入电阻和电功率，数据记录在表格中．
（1）分析比较实验序号的数据，可得出的初步结论是：串联电路中，当滑动变阻器接入电路的电阻小于定值电阻时，变阻器的电功率随着变阻器接入电阻的增大而增大．
（2）分析比较实验序号5和6和7和8的数据，可得出的初步结论是：
（3）为了进一步完整数据，你认为该同学还应该测量U/I（即R
2）等于欧的数据，并计算出电功率．
（4）根据表中及“（3）”中计算的数据，针对串联电路中滑动变阻器的最大功率可以作出的猜想是．。