初中物理
滑动变阻器
【考点精讲】
滑动变阻器:
构造
瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱
原理
通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻
示意图
使用
串联在电路中;接法:“一上一下”;接入电路前应将电阻调到最大
铭牌
某滑动变阻器标有“50Ω
1.5A”的字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0~50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A
作用
①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压②保护电路
优缺点
能逐渐改变连入电路的电阻,但不能显示连入电路的阻值
【注意】分析因变阻器滑片的变化而引起的动态电路问题,关键是搞清哪段电阻丝连入电路,再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。
【说明】滑片移动时,改变电阻,可以简单记忆成“近小远大”。
【典例精析】
例题1
如图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案,你认为可能达到目的的方案是(
)
思路导航:在调节滑动变阻器时,要使小灯泡的亮度发生变化,滑动变阻器应与小灯泡串联,并且滑动变阻器连入电路中的电阻在电路中要能变化。A项中小灯泡被短路,不发光;B项中滑动变阻器滑片上边被短路,小灯泡和滑片下边的电阻并联,其两端电压恒为电源电压,亮度不变;C项中,小灯泡和滑动变阻器串联,符合小灯泡的亮度随滑片的移动改变的要求;D项中滑动变阻器和小灯泡都被短路,灯泡始终不亮,故选C。
答案:C
例题2
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
2
A”字样的滑动变阻器,如图所示.若要把A、B、C三个接线柱的两个连接到电路中去,共有_______种接法;“20Ω”指的是_______接线柱间的电阻值,“2A”指的是_______。
(2)现再给出电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片P向右移灯泡变暗。
(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。
思路导航:本题考查的是滑动变阻器的原理和使用方法.铭牌上标有“20Ω
2
A”字样,20Ω表示该滑动变阻器的最大阻值(AB间的电阻)为20Ω,2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流值为2A。ABC三个接线柱,共有三种接线方法:AC、BC、AB,但是AB这种接线方式不能改变电阻,其阻值始终为20Ω,当使用滑动变阻器改变电流或者改变灯泡的亮度时,要把它串联在电路中,题中要求滑片P向右滑动,灯泡变暗,即向右滑动电阻丝变长,因此下面的接线柱应该接在左边。若还想知道电流的大小,需要串联一个电流表,再增加一根导线.本题难度适中。
答案:(1)3
A、B
滑动变阻器允许通过的最大电流值为2A
(2)连线如图所示
(3)串
一
【总结提升】
同步练习:
(答题时间:15分钟)
1.
在下列各图中,滑动变阻器在电路中的接线方式不同,其中对电路能起调节作用的是(
)
2.
在如图所示的电路中,用滑动变阻器控制灯的亮度,若要求滑片P向左端滑动时灯逐渐变亮,则下列接法正确的是(
)
A.
M接C,N接D
B.
M接A,N接B
C.
M接C,N接B
D.
M接A,N接D
3.
如图所示,当开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右移动时(
)
A.
电流表的示数变大,灯变亮
B.
电流表的示数变小,灯变亮
C.
电流表的示数变小,灯变暗
D.
电流表的示数不变,灯亮度不变
4.
导体的电阻大小与下列哪个因素无关(
)
A.
导体的长度
B.
导体的横截面积
C.
导体的材料
D.
导体两端的电压
5.
不少高速公路收费站开始对过往的超载货车实施计重收费,某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图,以下说法正确的是(
)
A.
称重表相当于一个电压表
B.
电路中的R1是没有作用的
C.
当车辆越重时,称重表的示数越小
D.
当车辆越重时,称重表的示数越大
6.
如图所示,滑动变阻器有A、B、C、D四个接线柱,将其中的两个接线柱接入电路,改变电路中电流的大小,正确的连接方式最多有
(
)
A.
一种
B.
二种
C.
三种
D.
四种
7.
电位器是变阻器的一种,它可以用来改变收音机的音量,小红买了一个电位器,如图所示。想把它与灯泡串联起来,利用它改变灯的亮度。请仔细观察,如果使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗,下列连法正确的是(
)
A.
连接A、C
B.
连接B、C
C.
连接A、B
D.
以上都不正确
8.
在“探究影响导体电阻大小的因素”活动中,小明发现实验器材中金属丝只有一根,其它器材足够,如图所示。如果要他完成下面的一些实验探究活动,其中不可能完成的是(
)
A.
探究导体电阻与长度的关系
B.
探究导体电阻与横截面积的关系
C.
探究导体电阻与材料的关系
D.
探究导体电阻与温度的关系
9.
如图甲为调光台灯,乙为一简单调光台灯的电路图,在电路图的M、N两点之间接入一个滑动变阻器,使得滑片P向左移动时,灯泡的亮度减小,则下列方法中正确的是(
)
A.
A接M,B接N
B.
C接M,D接N
C.
A接M,D接N
D.
B接M,C接N
10.
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点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点,电路中接有一个小灯泡,测风力时,闭合开关S即可。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
,观察小灯泡的
可以粗略地知道风力的大小。
11.
滑动变阻器是通过改变电阻丝接入电路的
来改变接入电路的电阻值,从而改变电路中的电流。一个标有“10Ω
2A”字样的滑动变阻器,它的阻值变化范围是
Ω,其中“2A”表示的意思是
。
12.
下表列出了一些材料制成的长1m、横截面积为1mm2的导线在20℃时的电阻值。
导线
银
铜
铝
钨
铁
锰铜合金
镍铬合金
电阻R/Ω
0.016
0.017
0.027
0.052
0.096
0.44
1.1
根据表中数据回答:假如让你架设一条输电线路,在铜线和铁线之间,你应选用_____;假如选用一根金属丝来作滑动变阻器的电阻丝,在铁丝和镍铬合金丝之间,你应选用_________。
13.
如图所示,是小明用变阻器改变灯泡亮度的电路。
(1)画出此电路的电路图;
(2)当开关S闭合后,要使滑动变阻器连入电路中的电阻变小,滑动变阻器的滑片P应向
端移动。(填“左”或“右”)
14.
铅笔芯是石墨和黏土混合制成的。不同类型铅笔的笔芯软硬程度不同,其中6H的铅笔芯最硬,6B的铅笔芯最软,HB的铅笔芯软硬居中。铅笔芯是导体,那么铅笔芯的电阻大小与其软硬度是否有关呢?
小明用如图所示的装置探究这个问题。他先后将6B、HB和6H的铅笔芯分别接入电路A、B两点间,通过观察
,比较出三者电阻的大小。他选取的这三支铅笔芯应满足的条件是:
。
15.
小华学习了滑动变阻器的使用方法后,想利用如图所示的元件设计一个响声大小可以改变的电铃,请你帮助他完成下列问题:
(1)连接好实物图。
(2)画出正确连接后的电路图。
(3)怎样使铃声越来越响?
答案:
1.
A
解析:A图中,导线分别接上下两个接线柱,滑片向左滑动阻值增大,向右滑动阻值变小;B图中,导线接在金属棒两端,无论滑片向哪个方向滑动,变阻器连入电路的阻值都是零,C图中,导线接在电阻线两端,变阻器连入电路的阻值最大,且移动滑片时,连入电路的阻值没变;D图中,导线接在同一接线柱上,变阻器未连入电路。
2.
C
解析:滑动变阻器连入电路的有效接法共4种,即“一上一下”选取接线柱,上边的两个接线柱是等效的,关键是下边接线柱的选取。因为是串联,若灯泡变亮,电路中的电流需变大,滑动变阻器接入的电路的电阻应该变小,即:当滑片向左滑动时电阻变小,接入电路的电阻线的长度变短,故下边应接左边的接线柱。
3.
A
解析:滑片向右滑动,电路中的电阻变小,电流变大,则灯变亮。
4.
D
解析:电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的长度、横截面积、材料和温度,与两端的电压和通过的电流无关。
5.
D
解析:本题中的计重秤实际上是滑动变阻器的应用,图中称重表与电阻R组合在一起,组成滑动变阻器,指针相当于滑片,电阻R相当于电阻丝。称重表与电阻串连,实际上是电流表,所以选项A不对。货车重力增大时,指针就向下移动,电路中的电阻就减小,电流增大,称重表示数变大,故选项C不对。从称重的表示数判断车重,示数越大车越重。选项D正确。当车很重时指针滑到R的最下端,R连入电路电阻为零,如果没有R1就会短路烧坏电源,所以R1起到保护电路元件的作用,故选项B不对。
6.
D
解析:由于滑动变阻器的连接不需要考虑电流的方向,对于“4柱”的滑动变阻器共有4种有效接法,2种无效接法(接C、D或A、B)。
7.
C
解析:由图可知,黑色炭膜电阻相当于滑动变阻器中的电阻丝,滑动触头相当于滑片。为了使滑动触头顺时针转动时灯泡变暗,接入电路中的电阻要增大,此时应该把滑动触头左边的炭膜电阻接入电路,即接A、B两个接线柱。
8.
C
解析:当实验器材中只有一根金属丝时,就不能探究导体电阻与材料的关系。
9.
C
解析:滑片向左移,灯泡的亮度要变暗,则要求电流减小,电阻减小,滑动变阻器接入的电阻丝变长,在C和D两根接线柱中,只有D符合要求,再根据“一上一下”的原则,确定答案为C.
10.
滑动变阻器
亮暗
解析:风力测定仪实际上是滑动变阻器的应用,图中金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起组成滑动变阻器,金属杆OC相当于滑片,弧形电阻AB相当于电阻丝。当风力增大时,滑片OC的位置就向左偏,电路中的电阻就减小,电流增大,灯泡变亮。从灯泡的亮度就可以判断风力的大小,灯泡越亮,说明风力越大。
11.
长度
0~10
允许通过它的最大电流是2A
解析:滑动变阻器的滑片移动时,只能改变接入电路中的电阻线的长度;铭牌上所标数据是它的最大电阻和允许通过的最大电流。
12.
铜线
镍铬合金丝
解析:输电线的电阻越小越好,铜线和铁线在相同条件下,铝线的电阻小于铜线,因此应选用铜线。制作滑动变阻器的电阻丝,需要电阻较大的材料,铁丝和镍铬合金丝在相同条件下,镍铬合金丝的电阻大于铁丝的电阻,因此应选用镍铬合金丝。
13.
⑴如图所示
⑵左
解析:⑴画电路图时先观察实物图,弄清楚各元件是串联的,然后用规定的符号把电路连接情况表示出来。⑵滑动变阻器连入电路的电阻线是AP段,要使灯泡变亮,电路中的电阻应减小,AP段电阻线长度应变短,所以滑片P应向左移动。
14.
电流表示数的大小
粗细相同、长度相同
解析:电阻的大小可以通过电流表示数的大小间接表示出来;根据控制变量法,这三支铅笔芯应保证长度、粗细都相同。
15.(1)实物图连接如图所示
(2)电路图如图所示
解析:利用滑动变阻器改变电铃响声,它们之间应串联,这样才能改变通过电铃的电流大小,实现电铃响声的改变。要使铃声越来越响,电路中的电流就要越来越大。滑片的移动情况应视连接滑动变阻器的接线柱而定,如接A、C或A、D,滑片应向左移;如接B、C或B、D,滑片应向右移。
(3)根据图中连接的方法,要使铃声越来越响,滑动变阻器的滑片P应向左移动。