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滑动变阻器相关基础问题
1.电阻:表示导体对电流的阻碍作用;导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越小;电阻是导体本
身的一种性质,与其两端所加的电压和通过导体的电流无关;电阻的国际单位欧姆,简称欧,符号为
Ω;1kΩ = 103Ω、1 MΩ = 106 Ω、1GM = 109Ω。
2.物质的导电性:
3.金属导体电阻影响因素:电阻的大小与导体长度、横截面积、材料的种类以及温度有关。
4.变阻器:用来改变接入电路中电阻大小的器件。常用的变阻器有滑动变阻器,滑动变阻器是通过
改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的大小的。
1.滑动变阻器和用电器串联电路中时,电压表有可能是测滑动变阻器两端电压,也可能是测用电器
两端电压,此类问题的方法是“左右兼顺”,首先确定最大电流,要进行两种情况的对比:①电流表量
程;②用电器允许通过的最大电流。确定最大电流后,利用“滑动变阻器最小电阻等于总电阻减去用电
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器的电阻;第二步根据电压表的量程确定用电器两端的最小电压,从而计算出电路中的最小电流,利用
“滑动变阻器最大电阻等于电压表所选量程除以最小电流值”。特殊情况是电压表测量用电器两端电压
滑动变阻器可以移动到最大阻值处,即最大阻值只需要说明,不需要计算。
2.滑动变阻器连接方法:如图所示,滑动变阻器的 C和D的是两个等价的接线柱;① 假设接AC接线
柱,滑片向右移时,滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变大,反之接入电路的阻值变小。滑片移动到最右
端时接入电路的阻值最大;滑片移动到最左端时接入电路的阻值最小;② 如接 BC接线柱,滑片向左移
时,滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变大,反之接入电路的阻值变小;滑片移动到最右端时滑动变阻接
入电路的器阻值最小;滑片移动到最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大;③ 特殊连接:两根导线
分别接在金属杆两端(CD),此时由于金属杆采用电阻较小的金属,相当于导线,此时可以认为滑动变
阻器被短路,此时禁止将它直接接在电源两端;两根导线分别接在电阻丝两端(AB),此时由于全部电
阻丝都接入了电路,滑动变阻器阻值等于标注的最大阻值,且因为此时滑动变阻器不能改变阻值,滑动
变阻器此时相当于定值电阻。
例1.某兴趣小组想“探究电阻的大小与哪些因素有关”,设计了如图所示的实验电路,电源电压不
变,分别将a、b、c、d四根合金丝接入电路。
(1)实验中是通过比较________________来比较合金丝电阻大小的,连接电路时开关应该_______;
(2)实验小组进行实验得到的数据如表所示:①分别将合金丝a、b接入电路,这是为了探究电阻
大小与导体________的关系,根据表格数据可知合金丝 a的阻值________(选填“大于”“等于”或
“小于”)合金丝b的阻值;② 为了验证“导体电阻跟长度有关”,可选用的两根合金丝是_______
(填编号);③ 将合金丝b、c接入电路进行实验,得出的结论是:其他条件相同时,导体横截面积越大,
导体的电阻越______;
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(3)我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这
样就_______了输电线的电阻,从而可以________输电线上的电能损失(均选填“增大”或“减小”);
(4)小明想利用一根金属丝探究电阻大小是否与长度和横截面积有关,他先将一根金属丝全部接入
电路中,然后移动夹子,将一半长度的金属丝接入电路中,移动过程中电流表的示数_______(选填“变
大”或“变小”),要想继续探究电阻与横截面积的关系,他可以进行的操作是___________________;
(5)某同学把一根白炽灯的灯丝接入电路,并用酒精灯加热,发现电流表示数变小,得出导体的电
阻大小还可能跟_______有关的结论;
(6)若将实验电路中的电流表更换为小灯泡,通过观察_______________也可以判断导体电阻大小,
但不足之处是__________________________________________________(合理即可)。
【答案】(1)电流表示数大小 断开 (2)①材料 小于 ②c、d ③小 (3)减小
减小 (4)变大 将金属丝对折接入电路,与金属丝接入一半时的电流表示数进行比较 (5)温度
(6)小灯泡的亮度 不能较准确地反映电路中电流的变化
例2.给出下列实验器材:电流表(0~0.6A)一只,电压表(0~3V)一只,滑动变阻器“10Ω 2A”和
“50Ω 1A”各一个,电源(6V)一个,开关一个,导线若干,用上述规格的仪器来测量阻值约为8Ω的
电阻,应选用的_______滑动变阻器,且滑动变阻器的阻值应不小于__________。
【解析】当电流表最大为 0.6A时,电压表示数为4.8V,电压表会烧毁;当电压表最大
为 3V 时,电流表示数为 0.375A,此时滑动变阻器分压为 3V,此时滑动变阻器的电阻是
8Ω,小于8欧则电压表烧毁,所以滑动变阻不小于 8Ω;此时滑动变阻器若最大阻值为 10
欧,则调节范围太小,应选用50欧,1A滑动变阻器。
【答案】“50Ω 1A” 8Ω
例3.如图所示,将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置,则电压表的示数由8V变为6V,
电流表示数相应由0.4A变为0.6A,那么定值电阻R 的电功率的改变量为(不计温度对电阻的影响,电源
0
电压保持不变)_______W。
【解析】由电路图可知,定值电阻R 与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流
0
表测电路中的电流。当电压表示数为U=8V时,电流表示数为I= 0.4A,
1
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由 可得,电源的电压 U=IR+ U=
1 0 1
0.4A×R+8V;
0
当电压表示数为U= 6V时,电流表示数为I=0.6A,同理可得电源电压U= IR+U= 0.6A×R+6V,
2 2 2 0 2 0
因电源的电压不变,所以,0.4A×R+8V=0.6A×R+6V,解得R=10Ω;
0 0 0
由P=I2R可得,定值阻R 消耗功率的变化量:
0
ΔP= P'-P= I2R-I2R=(0.6A)2×10Ω-(0.4A)2×10= 2W
0 0 0 2 0 1 0
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【答案】2
1.如图所示的电路中,电源电压为20V,定值电阻R为20Ω,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样,电压
表选用的量程是0~15V,在该电路正常使用的情况下,则
A.电路允许通过的最大电流为1A
B.电路消耗的最小功率为8W
C.电压表的最小示数为5V
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为10Ω
2.灯泡L标有“6V 6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图
乙所示的电路中,若电源电压恒为10V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,则下
列说法正确的是
A.灯泡L能正常发光,且电压表的示数为6V
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为1V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为6W
3.实验小组利用如图甲所示的电路,探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验器材:电源(电压
恒为4.5V),电流表、电压表各一只、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω)、两只滑动变阻器(甲
“10Ω 2A”、乙“20Ω 1A”)、导线若干。
(1)当实验小组改用15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变驵器的滑片,都无法使电
压表的示数达到实验要求的值,则实验小组选用的滑动变阻器的规格是______(选填“甲”或“乙”),
如果串联一个定值电阻就能继续完成实验,那么这个定值电阻的范围是___________;
(2)除了以上方案外,小组其他同学还想到在原有器材和电路连接都不变的情况下,调整定值电阻
两端的电压也可以完成实验,他应控制定值电阻两端的电压范围是___________。
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4.小明利用甲、乙所示电路测电阻:
(1)测量定值电阻的阻值时,多次实验的目的是________;
(2)测量灯泡的电阻时,所用电源为两节新干电池。小明从闭合开关时开始记录数据,得到小灯泡
U-I图象如图所示。
① 所选用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的_______(选填选项前字母)
A.5Ω 2A B.15Ω 2A C.25Ω 2A D.30Ω 2A
②在某次调解中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了 ΔR ,小灯泡的阻值变化了 ΔR ,则
1 2
ΔR______ΔR(填选“>”、“<”或“=”)。
1 2
5.如图所示,设电源电压U恒定不变,R为定值电阻,R′为滑动变阻器。闭合开关,移动滑动变阻器
滑片改变变阻器阻值,记录多组电压表和电流表的示数分别为 U 和I,然后输入计算机绘制出U –I,图
1 1 1 1
象如下,结合电路和U-I 图象。求:
1 1
(1)电源电压U和定值电阻R的阻值。
(2)调节滑动变阻器R′,当R′的阻值多大时,变阻器R′消耗的功率最大,最大值是多少
6.如图甲所示,R 为定值电阻,滑动变阻器R 的滑片从a端滑到b端的过程中,R 消耗的电功率P
1 2 2
与其两端电压U的关系图象如图乙所示。求:
(1)R 的阻值和电源电压分别是多少?
1
(2)R 的最大阻值是多少?
2
(3)该电路消耗的最大电功率是多少?
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1.B 2.D 3.(1)甲 2~4Ω (2)2.7~3V 4.(1)减小误差 (2)①C ② >
5.(1)电源电压U为6V 定值电阻R的阻值为6Ω
(2)当R′的阻值为6Ω时,变阻器R′消耗的功率最大,最大值为1.5W
6.(1)R 的阻值为10Ω,电源电压为6V (2)R 的最大阻值为50Ω
1 2
(3)该电路消耗的最大电功率为3.6W
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