读书是学习,摘抄是整理,写作是创造,下面是美丽的小编给大家找到的滑动变阻器在电路中的不同作用(最新2篇),仅供参考,希望能够帮助到大家。
将滑动变阻器串联接入电路,其首要作用是保护电路中的各个元件,另外还有一些其它作用。下面分别举例说明。
一、保护电路(限流分压)
例1 (2011年龙岩)在“伏安法”测电阻的分组实验中:
(1)请你根据图1(a)电路图,在未连好的图1(b)实物图上用笔画线代替导线连接好电路。(待测电阻Rx阻值约10 Ω)
(2)接好电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (填“左”或“右”)端,使其连入电路的电阻最大,从而 .
解析:(1)如图2所示
(2)右,保护电路(或分压限流).
二、改变电路中电流大小
例2(2012年吉林)如图3所示,电磁铁附近的小磁针处于静止状态,则电磁铁的A端是 极,当滑动变阻器的滑片向b端滑动时,电磁铁的磁性将 .(填”增强“、”“不变”、“减弱”)
解析:S极;当滑动变阻器的滑片P向b移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中的电流减小,所以螺线管的磁性减弱。
三、改变电压
1.多次测量取平均值,达到减小误差的目的。
2.调整电压到指定值。
例3(2011年烟台) 利用图4所示的实物连接电路图,既可以测定小灯泡的电阻,又可以测定小灯泡的电功率。
(1)前者的实验原理是 ;后者的实验原理是 .
(2)在这两个实验中,都要调整滑动变阻器的滑片。请你说出这一操作的主要目的有什么不同。
解析:(1)前者的实验原理是I=
UR,后者的实验原理是P=UI;
(2)前者是为了改变小灯泡两端的电压(从而改变电流),实现多次测量,达到取平均值减小误差的目的;后者是通过移动滑片,连续改变小灯泡两端的电压,以便于使小灯泡两端达到额定电压。
(3)改变灯泡亮度
例4 (2011年鸡西)如图5所示电路,电源两端电压保持不变。当开关S闭合时,灯L正常发光,若将滑动变阻器的滑片P向右滑动,(灯泡电阻不随温度变化)下列说法正确的是( )
(A) 电压表的示数变大,灯L变亮
(B) 电压表的示数变小,灯L变暗
(C) 电压表的示数变大,灯L变暗
(D) 电压表的示数变小,灯L变亮
解析:将滑动变阻器的滑片 向右滑动,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,通过灯L的电流减小,灯L两端的电压减小,根据
P=U2R,灯L变暗;滑动变阻器和定值电阻两端的电压变大,所以电压表示数变大。选(C).
四、控制变量(保持电阻两端的电压不变)
例5(2012年临沂)如图6是晓雯同学探究“一段电路中电流跟电阻的关系”的实验电路图。
(1)根据图6用铅笔连线将图7的实物图连接完整;
(2)实验时,晓雯先将5 Ω和10 Ω的定值电阻分别接入A、B两点间,闭合开关调节滑动变阻器滑片得到两组实验数据填入下表中;然后她又将A、B两点间的电阻更换为
15 Ω,闭合开关并调节滑动变阻器滑片,直至电压表示数为,此时电流表指针位置如图8所示,请将第3次实验电流表的读数填入表格中的相应空格内;
(3)分析晓雯三次实验数据可得到的结论是: .
[TP
.tif>,BP#][TS(][HT5”SS]图8
[TS)]
解析:(1)图略
(2)研究电流与电阻关系的实验中,要保持不同定值电阻两端的电压保持不变,本题中,前两次实验均保持定值电阻两端的电压为3 V.当将15 Ω的电阻接入A、B两点间时,电压表的示数将大于3 V,故应调节滑动变阻器滑片使电压表保持
3 V不变;由图可知,电流表示数为0.2 A.
(3)电压一定时,电流与电阻成反比。
五、将滑动变阻器当作定值电阻使用
例2(2010年荆门)小红用一只标有“2.5 V”字样的小灯泡练习测定小灯泡的电功率。
(1)小红完成的电路连接如图9,闭合开关前滑动变阻的滑片P应置于 (选填“左”或“右”)端。
(2)为测定小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器的滑片使得电压表示数为 V.
(3)小红还想利用上述实验装置测量一段电炉丝的电阻Rx,可是连接电路时发现电流表已烧坏,原电路不能使用。请你利用现有器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值已知为R0的滑动变阻器、开关各一个,导线若干),帮助设计一个不用改变电压表位置就能测出这段电炉丝电阻的电路。画出你设计的实验电路图(电炉丝的符号用电阻的符号表示).
(4)你的主要实验过程及测量的物理量是 ;计算电炉丝电阻的表达式是:
Rx=.
解析(1)左;(2)2.5;(3)如图10;(4)闭合S,先调节滑动变阻器使得接入电路电阻为0,记下电压表的示数U1;再调节滑动变阻器使得接入电路电阻为最大值R0,记下此时电压表的示数
U2;根据分压原理,
Rx=U2R0
U1-U2.
滑动变阻器起的作用有两个,一是保护电路,体现在闭合开关之前滑片位于最大值的一端,确保接入电路的阻值最大,然后根据需要正确调节滑动变阻器接入电路的电阻值大小;二是改变电压和电流,便于多次测量,或者是求平均值减小误差,或者是得出多组数据排除偶然性与错误,得到科学判断;三是保证电路中的电流或者电压不变,运用控制变量法研究问题。
一、保护电路
例1 (2013年江苏镇江)如图1所示,电源电压为6 V,R为“30 Ω,0.25 A”滑动变阻器,R1为“10 Ω,0.4 A”电阻,电压表量程为0~3 V.图中虚线框内接一只“20 Ω,0.3 A”电阻R2(未画出).已知:①闭合
S1和S2,断开S3时,调节R,使其接入电路的阻值为10 Ω,此时电路消耗的电功率为1.2 W;②断开S1,闭合S2、S3,调节R,使其接入电路的阻值为6 Ω,此时电压表的示数为1.0 V.
(1)在情形①中,求电路的总阻值;
(2)请在答题卷的图中画出虚线框内的电路;
(3)当闭合所有开关时,为保证电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
解析:(1)知道电源的电压和情形①中电路消耗的总功率,根据P=
求出电路的总阻值。
.
(2)根据电阻的串联特点比较情形①中滑动变阻器接入电路的电阻和总电阻之间的关系可知,电阻R2应与滑动变阻器串联,据此画出虚线框内的电路。
因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
所以在情形①中电路的总阻值比滑动变阻器接入电路中的电阻10 Ω大20 Ω,故电阻R2应与滑动变阻器R串联,虚线框内的电路如图2所示:
(3)闭合所有开关时,电阻R2与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,当电路中的电流最大时滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据滑动变阻器和R2允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,利用欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;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,根据电阻的串联求出R2两端的电压,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值,进一步得出滑动变阻器接入电路的阻值范围。
因为串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.25 A,电阻R2允许通过的最大电流为0.3 A,
所以电路中的最大电流为0.25 A,此时电路中的总电阻:
答案:(1)在情形①中电路的总阻值为30 Ω;
(2)虚线框内的电路如图2所示;
(3)当闭合所有开关时,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω~20Ω.
点拨:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据情形①判断出电阻R2的位置和滑动变阻器接入电路中最大、最小阻值的确定。
二、运用控制变量法
例2 (2013年湖南郴州)在探究“电压一定时,电流跟电阻的关系”的实验中,设计电路图如图3甲所示。
(1)连接电路前,开关必须 .
(2)请请根据图甲电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物连接成完整电路(导线不允许交叉)
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是 .
(A) 电流表坏了 (B) 滑动变阻器短路
(C) 电阻处接触不良(D) 电阻短路
(4)排除电路故障进行实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压示数保持不变,实验数据记录如表1.其中第5次实验电流表示数如图丙所示,其读数为