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第4节 变阻器
考点一、滑动变阻器
(一)原理:靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
(二)作用:调节滑动变阻器滑片可以逐渐改变连入电路的电阻,从而逐渐改变电路中的电流。
(三)构造:滑动变阻器是由绝缘体瓷筒、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去。
结构示意图和符号:滑动变阻器的结构示意图和电路图中的符号如图所示。
滑动变阻器的连接方式
①滑动变阻器接入电路的接线柱必须“一上一下”;
②有效电阻的长度取决于下面接入电路的接线柱到滑片P的距离,滑片P到下面接线柱的长度越长,电阻越大,滑片P到下面接线柱的长度越短,电阻越小,可简记为“近小远大”。
使用滑动变阻器应注意以下四点
(1)要了解所使用滑动变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流。如一个变阻器上标有“50欧 1安”字样,表示此滑动变阻器的最大阻值是50欧,允许通过的最大电流是1安。使用时要根据需要对滑动变阻器进行选择,不能使通过的电流超过最大电流值。
(2)滑动变阻器接入电路的两个接线柱必须是“一上一下”。 不能同时使用上面两个接线柱( R = 0),也不能同时使用下面两个接线柱( R为定值,即最大阻值),这样就起不到改变电路的电阻的作用。
(3)为了保护电路,在通电前应将滑片置于阻值最大处,即离所选下接线柱最远的一端。
(4)滑动变阻器要与被控制的用电器串联。
旋钮型变阻器的工作原理
通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小。连接实际电路时,要注意是哪两个接线柱接入了电路,旋钮触片是顺时针旋转还是逆时针旋转,然后判断电阻的变化。
典例1:如图所示的电路中,有几根导线尚未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求:
⑴两灯泡并联;
⑵电流表测通过灯L1的电流;
⑶闭合开关后,向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗。
【答案】解:如图所示
【解析】根据题目的要求,确定电路的串并联关系,以及变阻器的接线情况,然后对已知的实物图进行补充即可。
【解答】根据题意可知,两个灯泡并联,电流表只测灯泡L1的电流,即它与L1串联在同一支路上。闭合开关后,向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗,说明变阻器应该在干路上;两灯变暗,说明电阻变大,因此应该将变阻器右下角的B接入电路,上面的接线柱任选,如下图所示:
变式1:(2023八上·温州期末)根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。下列滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据滑动变阻器的使用方法分析判断。
【解答】根据图片可知,滑动变阻器下面的接线柱接在左边,而上面的接线柱任意选择,此时使用的是滑片左边的部分电阻丝,故C正确,而A、B、D错误。
变式2:(2022八上·定海期末)某同学制作了如图所示的装置来模拟调光灯。试分析回答:
(1)实验中,金属夹可以在铅笔芯上左右移动,则铅笔芯、金属夹等组成的装置相当于 (写一种电路元件)。
(2)当向左移动金属夹时,电路中的电流将变大,这一看不见的变化可由看得见的现象来呈现,这里的“看得见的现象”是指 。
【答案】(1)滑动变阻器 (2)小灯泡变亮
【解析】(1)滑动变阻器通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻。
(2)灯泡的亮度与通过它的电流大小有关,即电流越大,灯泡的亮度越大,据此分析解答。
【解答】(1)实验中,金属夹可以在铅笔芯上左右移动,则铅笔芯、金属夹等组成的装置可以改变接入电路中电阻的大小,相当于滑动变阻器。
(2)当向左移动金属夹时,电路中的电流将变大,这一看不见的变化可由看得见的现象来呈现,这里的“看得见的现象”是指小灯泡变亮。
变式3:(2023八上·杭州期末)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用 。(选填“导体”或“绝缘体”)
(2)车速仪可由电路中的电流表改装。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大。如果接线柱M接O点,则接线柱N应该接 (选填“E”或“F”)
【答案】(1)导体 (2)E
【解析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)根据电流变化确定电阻变化,进而确定接线方法。
【解答】(1)根据题意可知,电路中电流要经过变阻器上的旋钮滑片,因此滑片应该导电,为导体。
(2)车速仪的示数增大,即电流增大,那么此时变阻器的电阻减小。根据图片可知,当滑片逆时针转动时,PE之间的电阻长度减小,电阻减小,因此将O接M,E接N。
1.(2021·浙江·九年级专题练习)实验课上,小华同学拿起一只滑动变阻器,看到铭牌上标有“20Ω 2A”的字样,如图所示。几位同学讨论时说出了以下几种对铭牌意义的理解,你认为正确的是( )
A.电阻的最小值是20Ω,允许通过的最大电流是2A
B.电阻的最小值是20Ω,允许通过的最小电流是2A
C.电阻的最大值是20Ω,允许通过的最大电流是2A
D.电阻的最大值是20Ω,允许通过的最小电流是2A
【答案】C
【解析】铭牌上“20Ω 2A”的字样表示滑动变阻器的最大阻值为20Ω,其电阻变化范围是0~20Ω,允许通过的最大电流为2A。
2.如图所示的电阻箱的示数为 ( )
A.2018 Ω B.2108 Ω C.8102 Ω D.8120 Ω
【答案】A
【解析】使用旋钮式变阻箱时,首先用每个旋钮下箭头所对的数字乘以对应的进率,然后再将所有旋钮的数值相加就是变阻器使用的阻值。
【解答】根据图片可知,从左到右,从上倒下,四个旋钮使用的数字依次为2、0、1、8,则电阻箱的示数为:2×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+8×1Ω=2018Ω。
3.(2022·浙江台州·八年级期末)如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片 P 向左滑动时, 连入电路的电阻 变小的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.图中变阻器接一上一下时,滑片P向左滑动,连入的电阻变小,故A符合题意;
B.同时接上面的两个接线柱时,无论怎么移动滑片,连入电路中的电阻大小不变,故B不符合题意;
C.同时接下面的两个接线柱时,无论怎么移动滑片,连入电路中的电阻大小不变,故C不符合题意;
D.图中变阻器接一上一下时,滑片P向左滑动,连入的电阻变大,故D不符合题意。
4.如图所示,将两个滑动变阻器接入电路,为了使电路中的电流最小,则 ( )
A.P1放在最左端,P2放在最右端 B.P1放在最右端,P2放在最左端
C.P1、P2都放到最左端 D.P1、P2都放到最右端
【答案】C
【解析】要求电路中的电流最小,则应使滑动变阻器的阻值最大,则两个滑动变阻器的电阻线都应连入电路,故P1、P2均在最左端。故C符合题意。
5.如图是-一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R'是一种特制的滑 动变阻器,AOB是一根可绕O点转动的金属导体,从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面高度,则工作过程是( )
A.油面升高,R'变大,油量表示数变小 B.油面降低,R'变大,油量表示数变大
C.油面升高,R'变小,油量表示数变大 D.油面降低,R'变小,油量表示数变大
【答案】C
【解析】首先根据油箱内液面的变化分析浮标的升降,再确定滑片OB的转动方向,从而确定变阻器的阻值变化,最后根据“电流和电阻的反比关系”确定油量表的示数变化。
【解答】根据图片可知,油量表串联在电路中,肯定是电流表。定值电阻和变阻器R’串联。
当油面上升时,浮标向上运动,滑片OB向下运动,变阻器R'的阻值变小,根据R总=R+R'可知,总电阻变小,那么油量表的示数变大,故A错误,C正确;
当油面下降时,浮标向下运动,滑片OB向上运动,变阻器R'的阻值变大,根据R总=R+R'可知,总电阻变大,那么油量表的示数变小,故B、D错误。
6.如图甲是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大电阻值是_______Ω,图中A、B两个接线柱之间的电阻值是________Ω;乙图中电阻箱的示数是________Ω,它与滑动变阻器相比,最大好处是________
【答案】15;7;4705;能直接读出连入的电阻值
【解析】(1)插入式电阻箱的原理:是利用铜塞插入或拔出改变连入电路中电阻丝的长度来变阻的,即把铜塞插进去,铜塞处的电阻丝就会短路,电流不从电阻丝走了;(2)电阻箱的读数方法:分别读出旋钮对应的读数,用数字乘以底下的倍数,最后将四个数据相加;根据滑动变阻器和电阻箱的变阻特点分析回答.
【解答】(1)当5个铜塞都拔出时,此时5根电阻丝串联,总电阻最大,它们的总电阻R=5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω;
当铜塞插入时,则该铜塞处的电阻丝就会短路,这部分电阻不连入.由图可知,A、B两个接线柱之间的电阻是5Ω+2Ω=7Ω.(2)由图可知,电阻箱接入电路的阻值:R=4×1000Ω+7×100Ω+0×10Ω+5×1Ω=4705Ω;和滑动变阻器比较,滑动变阻器能连续改变电阻,电阻箱跳跃式改变电阻,但电阻箱的最大好处是能直接读出连入的电阻值.
7.(2022·浙江嘉兴·八年级期末)如图所示是收音机上常见的控制音量的旋钮型变阻器,它是通过改变接入电路的导体___________来改变电阻的。若要使音量变小,则应将滑片b向___________(选填“a”或“c”)方向转动。
【答案】长度 c
【解析】[1]收音机上调节音量的旋钮实际上是一个滑动变阻器,它是通过滑片的移动来改变了连入电路中电阻丝长度的;
[2]从电流流向看,接入电阻为ab,当滑片b向c方向转动时,ab长度增加,接入电路中的电阻变大,电流变小,收音机音量变小。
8.(2022·浙江舟山·八年级期末)中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展,推行纯电动汽车(如下图)。在给汽车蓄电池充电过程中,汽车的蓄电池相当于电路中的_______ ,行驶中的电动汽车速度用控制流经电机的电流的大小来控制电机的转动速度,从而控制汽车的速度。驾驶员踩“油门”,其作用相当于改变了电路中的_________来改变电流大小的。
【答案】用电器 变阻器阻值
【解析】[1][2]给蓄电池充电,是将电能转化为蓄电池的化学能储存在蓄电池中,因此给汽车蓄电池充电过程中汽车的蓄电池相当于用电器。当驾驶员踩“油门”,是减小接入电路的变阻器阻值,通过电动机的电流变大。
9.(2022八上·缙云期末)一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板,无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与弧形电阻相接触的点,电路中接有一个灯泡,测风力时,闭合开关S。通过分析可知:金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个 。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是 。
【答案】滑动变阻器;在电路中串联一个电流表或在灯泡两端并联一个电压表
【解析】(1)滑动变阻器通过改变接入电路里电阻丝的长度来改变电阻;
(2)当风力的变化比较小时,灯泡的亮度变化很小,用眼睛几乎不能分辨出来,此时可以加入一个带有刻度的电表,来反映风力的微小变化。
【解答】(1)当风力发生变化时,金属杆OC跟随挡风板一起移动,则弧形电阻接入的长度发生变化,因此接入的电阻发生改变,因此它相当于一个滑动变阻器。
(2)若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是:在电路中串联一个电流表或在灯泡两端并联一个电压表。
10.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R2为滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,
(1)若油量表是由电流表改装而成,现将它串在图方位置,则当油面升高时,油量表的示数将________。
(2)R,在电路中的作用是________。
【答案】(1)变大 (2)保护电路
【解析】(1)当油面升高时,首先判断滑片的移动方向,进而确定变阻器的阻值变化,然后根据变阻器的阻值变化确定电流表的示数变化;
(2)当油箱加满时,滑片到达最下面,此时变阻器的阻值为零。如果没有R',那么整个电路会发生短路,从而烧毁电源,因此它有保护电路的作用;
【解答】(1)根据图片可知,变阻器和定值电阻R'串联。当油面上升时,浮标上浮,而滑片下移,变阻器的阻值变小,因此油量表的示数将增大;
(2)R'在电路中的作用是保护电路。
11.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器,电位器的外形及其内部构造如图所示,图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。若将该电位器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯变亮,则应连接接线柱______(选填“A和B”、“B和C”或“A和C”),并将其与灯泡______联后接入电路中。
【答案】B和C 串
【解析】[1]当顺时针旋转旋钮时,灯变亮,说明接入电路的电阻变小,则应将“接线柱”B和C接入电路;
[2]变阻器要控制灯泡亮度应将其与灯泡串联。
12.如图所示,滑动变阻器有A、B、C、D四个接线柱,按要求回答下列问题
(1)使用接线柱A和D时,要使变阻器连入电路的电阻减小,滑片应向 端移动。
(2)如果滑片向右滑动,电路中的电流变大,则应使用接线柱 和 或 和 。
(3)当使用接线柱 和 时,连人电路的电阻最大,且无论怎样移动滑片P,电路中的总电阻也不会改变。
(4)把 和 接人电路时,其电阻为零。
(5)当使用接线柱B和D时,在电路未接通时,滑片P应移至 端。(A/B)
【答案】(1)右 (2)B;D;B;C (3)A;B (4)C;D (5)A
【解析】(1)电阻变小,肯定接入的部分变短,根据变阻器接入的部分确定滑片的移动方向;
(2)(3)(4)(5)在使用变阻器时,必须“一上一下”,接入电路的部分由下面的接线柱决定,据此对变阻器的接线柱的选择情况进行分析即可。
【解答】(1)使用接线柱A和D时,由于下面选择的接线柱时A,因此接入电路的是AP段。要使变阻器连入电路的电阻减小,那么接入的部分AP必须变短,因此滑片应向左端移动;
(2)如果滑片向右滑动,电路中的电流变大,那么接入的电阻变小,即接入的部分变短,因此变阻器使用的应该是PB段,即上面的接线柱任选,下面必须选择B,也就是B和D或B和C;
(3)无论怎样移动滑片P,电路中的总电阻也不会改变,那么应该是下面的电阻丝全部接入了,即选择接线柱A和B;
(4)如果变阻器接入的电阻为零,那么肯定是将上面的金属杆接入电路了,即接C和D;
(5)当使用接线柱B和D时,变阻器使用的是PB段,因此当滑片在A端时阻值最大,因此在电路未接通时,滑片P应该移动至A端。
13.(2023八上·德清期末)为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,要使抽气机工作,需闭合的开关是 。
(2)利用电热丝加热塑料袋口进行密封时,若需加快热压速度,即增大通过电热丝的电流,则滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)S和S2 (2)右
【解析】由图乙可知,滑动变阻器与电热丝串联后再与电动机并联,开关S在干路上,控制整个电路;开关S1在滑动变阻器、电热丝所在的支路,控制滑动变阻器和电热丝;开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机;
【解答】(1)因为开关S2串联在电动机的支路上,控制电动机,因此要使抽气机工作,需闭合的开关是干路上的S和电动机所在支路的S2;故答案为S和S2
(2)要增大通过电热丝的电流,由欧姆定律可知,需要减小电路的总电阻,由串联电路的电阻特点可知,此时应减小滑动变阻器接入电路的电阻,由图乙可知,应将滑动变阻器的滑片向右移动。故答案为右。
14.如图所示是小明自制的电子秤的原理示意图。托盘、轻弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计)。
(1)要使电子秤能正常工作,下列电路连接正确的是(填字母)。
A.点“1”与点“2”连接 B.点“1”与点“3”连接 C.点“2”与点“3”连接
(2)小明在正确完成电路连接后,闭合开关S,在托盘中放100 g的砝码时,读出电流表的示数,若将1 kg的物体放在托盘中,则电流表的示数与原来相比将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)C (2)变小
【解析】(1)根据图片分析电子秤的工作原理即可;
(2)首先分析滑片的移动方向,然后确定变阻器接入阻值的大小,最后根据“电流与电阻的反比关系”确定电流表的示数变化即可。
【解答】(1)根据图片可知,电子秤是依靠电流表的示数变化来测量物体质量的。当“1”和“3”接触时,变阻器R1的阻值全部接入电路,即当托盘上放入质量不同的物体时,虽然滑片向下移动,但是接入的阻值不变,因此电流表示数不变,这不符合要求,因此应该为点“2”与“3”相接,故选C。
(2)根据图片可知,当物体的质量增大时,滑片向下移动,则变阻器接入的阻值变大,而通过电流表的示数比原来变小。
15.(2022·浙江金华·八年级期末)如图甲为某可调亮度台灯,图乙为其用于调光的电位器结构图。a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连。转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度。则
(1)为了使电位器达到调光的目的,则它与灯泡的连接方式为_______________;
(2)若将a、b接入电路同一点,c接入另一点时,则顺时针转动旋钮时灯泡亮度将___________。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】串联 变大
【解析】(1)[1]电位器串联在电路中能改变通过台灯电流的大小,从而改变台灯的亮度。所以图中电位器应与灯泡串联。
(2)[2]若将a、b接入电路同一点,c接入电路的另一点时,导线把滑动变阻器的左半段短路,滑片右边的电阻丝接入电路,顺时针转动旋钮时,接入电路中的电阻变小,则电路中电流变大,灯泡亮度变大。
16.根据图中所给出的器材,按要求回答问题。
(1)在框内画出利用滑动变阻器改变小灯泡亮度的电路图。
(2)根据电路图连接实物图,要求滑动变阻器必须使用A端。
(3)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应该放在________(选填“A”或“B”)端。
(4)若要使灯泡变亮,滑片P应向________端移动,这时电流表的示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) (2)
(3)B (4)左(或A);变大
【解析】(1)如果要用滑动变阻器改变灯泡的亮度,那么二者相互影响,因此它们串联,据此设计电路图即可;
(2)根据电路图连接实物图时,不但要保持电器元件的串并联关系一致,还要保持先后顺序一致;
(3)为了防止电流过大损坏用电器,因此在闭合开关前,应该将变阻器的滑片调到阻值最大的一端;
(4)根据灯泡亮度分析电流大小变化,根据电流变化推算变阻器的阻值变化,进而对滑片的移动方向进行判断。
【解答】(1)从电源正极开始,依次连接电流表、灯泡、变阻器、开关,回到电源的负极,如下图所示:
(2)①用一根导线将左边电池的正极与右边电池的负极相连,将它们组合成一个电源;
②从右边电池的正极出发,依次连接电流表的“0.6”接线柱,“-”接线柱与灯泡连接,灯泡与变阻器上面的接线柱连接,变阻器下面的接线柱与开关连接,最后再连接电源负极即可,如下图所示;
(3)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应该放在B端。
(4)灯泡变亮,那么通过灯泡的电流变大,即电流表的示数变大,变阻器的阻值变小。因为变阻器使用的是滑片左边的部分,只有滑片向左移动时,它才会变小,所以滑片P应该向左端移动
17.(1)如图所示的电路,在右边的方框中用铅笔画出该实物图的电路图。__________(交卷前确认无误后,用黑色水笔描一遍)
(2)要求滑动变阻器向左移动时能使小灯泡亮度变暗。请用铅笔画线代替导线连接实物。__________(交卷前确认无误后,用黑色水笔描一遍)
【答案】
【解析】(1)[1]由图可知,两个灯泡并联,开关S2在干路中,开关S1和灯泡L1在一条支路,电流表A2和灯泡L2在另一条支路,电流表A1在干路中,如图所示:
(2)[2]滑动变阻器改变小灯泡的亮度,所以滑动变阻器应“一上一下”连接,并与灯泡串联,滑动变阻器向左移动,能使灯L亮度变暗,说明电路中电流变小,电阻变大,所以应将滑片右侧电阻丝接入电路中,如图所示:
18.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度:
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器(如图甲所示),若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有________种接法;“20Ω”指的是________两接线柱间的电阻值,“2A”指的是________。
(2)现再给电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图乙中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动灯泡变暗。
(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再________联一个电流表,并增加________根导线。
【答案】(1)三;AB;该变阻器允许通过的最大电流为2A
(2)
(3)串;一
【解析】(1)每个变阻器都有3个接线柱,将它们两两组合即可得到接法的种数;变阻器铭牌上的电阻值是指下面两个接线柱之间的阻值;标的电流值就是变阻器能够允许通过的最大电流;
(2)如果要用变阻器控制灯泡的亮度,那么它们就要串联;变阻器接线注意“一上一下”,并根据灯泡的亮度变化推断它的接线情况;
(3)电流表必须与被测的用电器串联;将一个元件串联入电路时,只需将原来的接线打开一条,然后再增加一条导线即可。
【解答】(1)根据甲图可知,变阻器的接线方法有:AB、AC、BC,共三种接法;20Ω”指的是AB两接线柱间的电阻值,“2A”指的是该变阻器允许通过的最大电流为2A ;
(2)从电源的正极开始,依次连接变阻器、开关、灯泡,然后回到电源负极;变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗,电流变小,电阻变大,因此使用的是滑片左边的部分,即变阻器的左下角接线柱必选,而上面的任选一个。如下图:
(3)如果还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再串联一个电流表,并增加一根导线。
思维导图
典例分析
举一反三
课后巩固
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第4节 变阻器
考点一、滑动变阻器
(一)原理:靠改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小。
(二)作用:调节滑动变阻器滑片可以逐渐改变连入电路的电阻,从而逐渐改变电路中的电流。
(三)构造:滑动变阻器是由绝缘体瓷筒、线圈、金属棒、滑片、上下接线柱等元件组成。套在瓷筒上的线圈由表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成,它的两头分别与两个下接线柱相连,套在金属棒上的滑片可在金属棒上滑动,并与线圈紧密接触,线圈上能接触滑片的地方,绝缘漆已被刮去。
结构示意图和符号:滑动变阻器的结构示意图和电路图中的符号如图所示。
滑动变阻器的连接方式
①滑动变阻器接入电路的接线柱必须“一上一下”;
②有效电阻的长度取决于下面接入电路的接线柱到滑片P的距离,滑片P到下面接线柱的长度越长,电阻越大,滑片P到下面接线柱的长度越短,电阻越小,可简记为“近小远大”。
使用滑动变阻器应注意以下四点
(1)要了解所使用滑动变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流。如一个变阻器上标有“50欧 1安”字样,表示此滑动变阻器的最大阻值是50欧,允许通过的最大电流是1安。使用时要根据需要对滑动变阻器进行选择,不能使通过的电流超过最大电流值。
(2)滑动变阻器接入电路的两个接线柱必须是“一上一下”。 不能同时使用上面两个接线柱( R = 0),也不能同时使用下面两个接线柱( R为定值,即最大阻值),这样就起不到改变电路的电阻的作用。
(3)为了保护电路,在通电前应将滑片置于阻值最大处,即离所选下接线柱最远的一端。
(4)滑动变阻器要与被控制的用电器串联。
旋钮型变阻器的工作原理
通过改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻的大小。连接实际电路时,要注意是哪两个接线柱接入了电路,旋钮触片是顺时针旋转还是逆时针旋转,然后判断电阻的变化。
典例1:如图所示的电路中,有几根导线尚未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求:
⑴两灯泡并联;
⑵电流表测通过灯L1的电流;
⑶闭合开关后,向A端移动滑动变阻器的滑片P时两灯均变暗。
变式1:(2023八上·温州期末)根据电路图连接实物图是一项重要的实验技能。下列滑动变阻器的连接方式与电路图相对应的是( )
A. B. C. D.
变式2:(2022八上·定海期末)某同学制作了如图所示的装置来模拟调光灯。试分析回答:
(1)实验中,金属夹可以在铅笔芯上左右移动,则铅笔芯、金属夹等组成的装置相当于 (写一种电路元件)。
(2)当向左移动金属夹时,电路中的电流将变大,这一看不见的变化可由看得见的现象来呈现,这里的“看得见的现象”是指 。
变式3:(2023八上·杭州期末)为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中电动机的转速由电流大小控制,工作原理如图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。
(1)变阻器上旋钮滑片的材料应选用 。(选填“导体”或“绝缘体”)
(2)车速仪可由电路中的电流表改装。驾驶员踩下“油门”,旋钮滑片逆时针转动,此时车速仪示数变大。如果接线柱M接O点,则接线柱N应该接 (选填“E”或“F”)
1.(2021·浙江·九年级专题练习)实验课上,小华同学拿起一只滑动变阻器,看到铭牌上标有“20Ω 2A”的字样,如图所示。几位同学讨论时说出了以下几种对铭牌意义的理解,你认为正确的是( )
A.电阻的最小值是20Ω,允许通过的最大电流是2A
B.电阻的最小值是20Ω,允许通过的最小电流是2A
C.电阻的最大值是20Ω,允许通过的最大电流是2A
D.电阻的最大值是20Ω,允许通过的最小电流是2A
2.如图所示的电阻箱的示数为 ( )
A.2018 Ω B.2108 Ω C.8102 Ω D.8120 Ω
3.(2022·浙江台州·八年级期末)如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片 P 向左滑动时, 连入电路的电阻 变小的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,将两个滑动变阻器接入电路,为了使电路中的电流最小,则 ( )
A.P1放在最左端,P2放在最右端 B.P1放在最右端,P2放在最左端
C.P1、P2都放到最左端 D.P1、P2都放到最右端
5.如图是-一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图,R'是一种特制的滑 动变阻器,AOB是一根可绕O点转动的金属导体,从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面高度,则工作过程是( )
A.油面升高,R'变大,油量表示数变小 B.油面降低,R'变大,油量表示数变大
C.油面升高,R'变小,油量表示数变大 D.油面降低,R'变小,油量表示数变大
6.如图甲是插入式电阻箱的结构示意图,它的最大电阻值是_______Ω,图中A、B两个接线柱之间的电阻值是________Ω;乙图中电阻箱的示数是________Ω,它与滑动变阻器相比,最大好处是________
7.(2022·浙江嘉兴·八年级期末)如图所示是收音机上常见的控制音量的旋钮型变阻器,它是通过改变接入电路的导体___________来改变电阻的。若要使音量变小,则应将滑片b向___________(选填“a”或“c”)方向转动。
8.(2022·浙江舟山·八年级期末)中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展,推行纯电动汽车(如下图)。在给汽车蓄电池充电过程中,汽车的蓄电池相当于电路中的_______ ,行驶中的电动汽车速度用控制流经电机的电流的大小来控制电机的转动速度,从而控制汽车的速度。驾驶员踩“油门”,其作用相当于改变了电路中的_________来改变电流大小的。
9.(2022八上·缙云期末)一位同学设计了一个风力测定仪,如图所示,O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板,无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与弧形电阻相接触的点,电路中接有一个灯泡,测风力时,闭合开关S。通过分析可知:金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个 。若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是 。
10.如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R2为滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,
(1)若油量表是由电流表改装而成,现将它串在图方位置,则当油面升高时,油量表的示数将________。
(2)R,在电路中的作用是________。
11.在收音机等电器中,有一种叫电位器的变阻器,电位器的外形及其内部构造如图所示,图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。若将该电位器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯变亮,则应连接接线柱______(选填“A和B”、“B和C”或“A和C”),并将其与灯泡______联后接入电路中。
12.如图所示,滑动变阻器有A、B、C、D四个接线柱,按要求回答下列问题
(1)使用接线柱A和D时,要使变阻器连入电路的电阻减小,滑片应向 端移动。
(2)如果滑片向右滑动,电路中的电流变大,则应使用接线柱 和 或 和 。
(3)当使用接线柱 和 时,连人电路的电阻最大,且无论怎样移动滑片P,电路中的总电阻也不会改变。
(4)把 和 接人电路时,其电阻为零。
(5)当使用接线柱B和D时,在电路未接通时,滑片P应移至 端。(A/B)
13.(2023八上·德清期末)为延长食物保质期,可对食物进行真空包装。真空包装机(如图甲)先抽出塑料袋内的气体,再利用电热丝加热塑料袋口进行密封。图乙是模拟该真空包装机功能的简易电路图。
(1)该电路图中,要使抽气机工作,需闭合的开关是 。
(2)利用电热丝加热塑料袋口进行密封时,若需加快热压速度,即增大通过电热丝的电流,则滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动。
14.如图所示是小明自制的电子秤的原理示意图。托盘、轻弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计)。
(1)要使电子秤能正常工作,下列电路连接正确的是(填字母)。
A.点“1”与点“2”连接 B.点“1”与点“3”连接 C.点“2”与点“3”连接
(2)小明在正确完成电路连接后,闭合开关S,在托盘中放100 g的砝码时,读出电流表的示数,若将1 kg的物体放在托盘中,则电流表的示数与原来相比将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(2022·浙江金华·八年级期末)如图甲为某可调亮度台灯,图乙为其用于调光的电位器结构图。a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连。转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度。则
(1)为了使电位器达到调光的目的,则它与灯泡的连接方式为_______________;
(2)若将a、b接入电路同一点,c接入另一点时,则顺时针转动旋钮时灯泡亮度将___________。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
16.根据图中所给出的器材,按要求回答问题。
(1)在框内画出利用滑动变阻器改变小灯泡亮度的电路图。
(2)根据电路图连接实物图,要求滑动变阻器必须使用A端。
(3)在开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应该放在________(选填“A”或“B”)端。
(4)若要使灯泡变亮,滑片P应向________端移动,这时电流表的示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.(1)如图所示的电路,在右边的方框中用铅笔画出该实物图的电路图。__________(交卷前确认无误后,用黑色水笔描一遍)
(2)要求滑动变阻器向左移动时能使小灯泡亮度变暗。请用铅笔画线代替导线连接实物。__________(交卷前确认无误后,用黑色水笔描一遍)
18.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度:
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器(如图甲所示),若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有________种接法;“20Ω”指的是________两接线柱间的电阻值,“2A”指的是________。
(2)现再给电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图乙中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动灯泡变暗。
(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再________联一个电流表,并增加________根导线。
思维导图
典例分析
举一反三
课后巩固
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