这类中考物理电学选择题,可以说居于所有选择题中最难题之首!到底为什么这么难呢?
这类题是“由滑动变阻器控制的动态电路的安全问题”,我们先来直接看一下此类题的真实面目:
如上图中的这道中考物理题,由于电压表、电流表都有量程,两个电阻都有允许通过的最大电流,所以,当滑动变阻器的滑片移动时,就出现了电流过大会烧坏两个电阻或者电流表的现象,或者电压过大烧坏电压表的现象。为了保证所有用电器以及仪表的安全,就必须考虑到电流和电压两个因素!
然后选项中出现的问题全是各种物理量的安全变化范围问题,每一个选项都必须认真的求解才能得到正确结果。
所以,看出来了吧?这类题需要考虑的各种因素太多了,稍微考虑不周全,就会导致错误,计算稍微不准确,也会前功尽弃!这样的题看看就让人感觉头疼。对于高手来说如此,对于普通的中学生们来说,更是头大!
那么,这类题有没有快速解决的办法或者说诀窍呢?
办法是有的!说是诀窍也可以!
此诀窍就是:从滑动变阻器入手!从电路中允许的最大电流突破!
我们思考一下,本题中,当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,滑动变阻器的阻值为零,此时电路中的电流最大,如果此最大电流不会烧坏其他用电器和电表,那么滑动变阻器的最小值就是零。
但是,当我们求出此时的最大电流时,发现I=U/R=0.6A。很显然,会烧坏定值电阻R1。因此滑动变阻器的最小值一定不是零了。
我们再比较一下两个电阻以及电流表允许的电流,可以发现,定值电阻的允许电流为0.5A,是三个电流中最小的,如果电路中的电流为0.5A行不行呢?此时滑动变阻器以及电流表是安全的,但是会不会导致定值电阻两端的电压超过电压表的量程呢?我们求一下此时定值电阻两端的电压,U1=I1R1=5V,很显然,此电压是大于电压表的量程的!会烧坏电压表,因此,整个电路的允许最大安全电流最终就由电压表决定了!
当电压表的电压为3V时,求得电路中的允许最大安全电流为0.3A。此时,滑动变阻器的阻值最小,根据欧姆定律的变性公式R=U/I,求得此时滑动变阻器的最小安全值为10欧。
到此问题解决一半了。
我们接着想滑动变阻器的最大值,当滑动变阻器的阻值越大时,电路中的电流越小,电路中的各个用电器以及电表包括电压表也就越安全。因此当滑动变阻器的阻值最大时,就是所有元件最安全时。所以滑动变阻器的最大安全值为20欧。此时电流最小,根据欧姆定律,可以求得最小电流为0.2A。此时已经解决了B、C两个选项了。
剩余的A、D两个选项就好解决了。
由于R1为定值电阻,因此其消耗的电功率变化范围可以利用如图所示公式求得。
由于电源电压也就是总电压不变,因此利用如图所示公式可以立解。
至此,终于可以松一口气了,还是不简单啊!费脑子!
其实,这种题在中考物理题中较少出现,但是这种题却极其锻炼中学生朋友们的思考问题能力和解决问题的能力,可以很好地考查学生的全面思考问题的综合能力!所以,这样的难题如果在平时出现,不要轻易的放弃它,这是锻炼能力的一次好机会!
中学生朋友们,当遇到难题时,请深呼一口气,做吧!为了美好的未来,加油!
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