滑动变阻器在电路中的不同作用
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:
1. 保护电路(限流分压) 例1 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)
(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 。
(2011年龙岩)
分析 (1)如图2所示
(2)右,保护电路(或分压限流)。 2. 改变电路中电流大小
例2 如图3所示通电螺线管的左侧是 (填
图
2
(a)
图1
(b)
Rx
“N”或“S”)极,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,螺线管的磁性 (填”增强“、”“不变”、“减弱”) (2011年宁德)
分析 S ; 当滑动变阻器的滑片P向右移动时,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。
3.改变电压
(1) 多次测量取平均值 (2) 调整电压到指定值
例3 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
图4
图
3
出这一操作的主要目的有什么不同. (2011年烟台)
分析 (1)前者的实验原理是I
U
,后者的实验原理是PUI。 R
(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 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
(2011年鸡西)
分析 将滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中
图5
L
P
S
R0
R
U2
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,灯L变暗,滑
R
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 探究电流与电压、电阻的关系。
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系? 【猜 想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。 ②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5、10、15),一只滑动变阻器,导线若干。
【实验过程】(1)根据图6所示实物图在虚线框内画出电路图。
图6
(2)小明通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一。分析数据可得出猜想 是正确的。
表一
表二
(3)小红在探究猜想③时,先将5的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10、15的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据。分析数据得出,猜想③是正确的。实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是 。 (2010年河北)
分析 (1)电路图略 (2)①
(3)为验证猜想3,
至少应做三次实验,通过移动滑动变阻器的滑片控制不同定值电阻两端的电压保持1.5V不变,从而验证通过导体的电流与导体的电阻之间的关系,才能得出具有普遍性的结论。填“控制定值电阻两端的电压保持不变”。
练习: 1.在探究“小灯泡电阻与温度的关系”实验中,电源是两节干电池串联,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为8。
(1)请将图7甲中的实验电路连接完整。
(2)某次测量时,电压表的示数是2.5V,电流表的示数如图7乙所示。则小灯泡的电阻
约为_______。(计算结果保留小数点后两位)
(3)滑动变阻器在该实验中,除了有保护电路作用以外,还有什么作用? ____________.
(2011年大连)
2.如图8所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置,且左端固定,当开关S闭合,电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时,条形磁铁始终保持静止,则在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力( )
A.方向向右,逐渐减小 B.方向向右,逐渐增大 C.方向向左,逐渐减小
D.方向向左,逐渐增大 (2011年泸州)
3. 如图9所示电路,电源电压恒定不变,当开关S闭合后,滑动变
甲
图
7
乙
S
P
N
S
图8
阻器的滑片P向右移动的过程中【 】
A.电流表示数变大,灯变暗 B.电压表示数不变,灯变暗 C.电流表示数变小,灯变亮 D.电压表示数为变,灯变亮
(2011年宁德)
(参考答案:1.(1)如图10 (2)7.81 (3)可多次改变小灯泡两端电压 2.A 3.B)
图10
L
P
图9
S
滑动变阻器在电路中的不同作用
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:
1. 保护电路(限流分压) 例1 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)
(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 。
(2011年龙岩)
分析 (1)如图2所示
(2)右,保护电路(或分压限流)。 2. 改变电路中电流大小
例2 如图3所示通电螺线管的左侧是 (填
图
2
(a)
图1
(b)
Rx
“N”或“S”)极,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,螺线管的磁性 (填”增强“、”“不变”、“减弱”) (2011年宁德)
分析 S ; 当滑动变阻器的滑片P向右移动时,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。
3.改变电压
(1) 多次测量取平均值 (2) 调整电压到指定值
例3 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
图4
图
3
出这一操作的主要目的有什么不同. (2011年烟台)
分析 (1)前者的实验原理是I
U
,后者的实验原理是PUI。 R
(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 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
(2011年鸡西)
分析 将滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电路中
图5
L
P
S
R0
R
U2
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,灯L变暗,滑
R
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 探究电流与电压、电阻的关系。
【提出问题】通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系? 【猜 想】①导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。 ②导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比。
③导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【实验器材】电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5、10、15),一只滑动变阻器,导线若干。
【实验过程】(1)根据图6所示实物图在虚线框内画出电路图。
图6
(2)小明通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一。分析数据可得出猜想 是正确的。
表一
表二
(3)小红在探究猜想③时,先将5的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10、15的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据。分析数据得出,猜想③是正确的。实验中,小红多次移动变阻器滑片的目的是 。 (2010年河北)
分析 (1)电路图略 (2)①
(3)为验证猜想3,
至少应做三次实验,通过移动滑动变阻器的滑片控制不同定值电阻两端的电压保持1.5V不变,从而验证通过导体的电流与导体的电阻之间的关系,才能得出具有普遍性的结论。填“控制定值电阻两端的电压保持不变”。
练习: 1.在探究“小灯泡电阻与温度的关系”实验中,电源是两节干电池串联,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡正常发光时的电阻约为8。
(1)请将图7甲中的实验电路连接完整。
(2)某次测量时,电压表的示数是2.5V,电流表的示数如图7乙所示。则小灯泡的电阻
约为_______。(计算结果保留小数点后两位)
(3)滑动变阻器在该实验中,除了有保护电路作用以外,还有什么作用? ____________.
(2011年大连)
2.如图8所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置,且左端固定,当开关S闭合,电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时,条形磁铁始终保持静止,则在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力( )
A.方向向右,逐渐减小 B.方向向右,逐渐增大 C.方向向左,逐渐减小
D.方向向左,逐渐增大 (2011年泸州)
3. 如图9所示电路,电源电压恒定不变,当开关S闭合后,滑动变
甲
图
7
乙
S
P
N
S
图8
阻器的滑片P向右移动的过程中【 】
A.电流表示数变大,灯变暗 B.电压表示数不变,灯变暗 C.电流表示数变小,灯变亮 D.电压表示数为变,灯变亮
(2011年宁德)
(参考答案:1.(1)如图10 (2)7.81 (3)可多次改变小灯泡两端电压 2.A 3.B)
图10
L
P
图9
S