滑动变阻器的两种接法比较和选择
知识要点
一、滑动变阻器的两种连接方式
如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法．
二、两种电路的比较
1.从调节范围上比较
分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R 0无关。
2.从方便调节的角度比较
其中，在限流电路中，通R L 的电流I L =0
R R E L +，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0< 在分压电路中，并联电路电阻比小的那个还小，当R 0>>R L 时，R 并≈R L ，所以R L 两端电压随R 0增大而增大，几乎不受负载影响。当R L 比R 0小或小很多时，R 并≈R 0这时几乎不受影响，不宜采用分压电路。 归纳为：大负载 R 0>R L 时，分压电路 小负载 R 0 大载分压小限流 3.从两电路连线和节能角度比较 从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。 从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EI L ），分压电路耗能大（E （I L ＋I ap ））。 三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取． （1）下列三种情况必须选用分压式接法 ①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法． ②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b ）连接时，因R L >>R 0＞R ap ，所以R L 与R ap 的并联值R 并≈R ap ，而整个电路的总阻约为R 0，那么R L 两端电压U L =IR 并=0R U ·R ap ，显然U L ∝R ap ，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作． ③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采用分压接法． （2）下列情况可选用限流式接法 ①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，采用限流式接法． ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法． ③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法． 典型例题 【例1】如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下： A ．待测电阻Rx （约100Ω） B.直流毫安表（量程0-10mA,内阻50Ω） C.直流电压表（量程0-3V,内阻5K Ω） D.直流电源（输出电压4V ，内阻不计） F ．滑动变阻器（阻值范围0-15Ω，允许最大电流1A ） 根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。 滑动变阻器中考复习专题 滑动变阻器是电学实验的重要器材，中考试题必有涉及。滑动变阻器考查主要形式有：电路连接；滑动变阻器的作用；以及滑动变阻器变形应用。此知识点是学生学习电学以来最大的难点，很多学生往往由于学习不系统不扎实，很容易造成失分。在学习这部分知识时，注重学习顺序，循序渐进这样才能事半功倍。 一、先来认识滑动变阻器的原型 如图所示，连接电路，取铅笔芯，将铜线绑在它的一端，另一端可以在铅笔芯上移动，在移动时观察灯泡的亮度变化。 让学生说出小灯泡亮度变化的规律，并思考为什么会发生这样的变化？ 学生会发现：铅笔芯连入电路越长小灯泡越暗，铅笔芯连入越短小灯泡越亮；联系到长度对电阻的影响则得出：铅笔芯连入电路越长，连入电路的电阻越大，所以小灯泡越暗；铅笔芯连入越短，连入电路的电阻越小，所以小灯泡越亮。 二、再来认识滑动变阻器的结构 滑动变阻器的构造：瓷筒、电阻线圈、金属棒、滑片、接线柱。 结构如图所示： 三、认识滑动变阻器的原理 滑片相当于电夹；电阻线相当于铅笔芯，增大了电阻的变化范围。 则滑动变阻器的原理是：通过改变电阻线连入电路的长度来改变电阻大小。 电路符号： 四、再来研究滑动变阻器的应用 （一）电路连接 1．连接形式──滑动变阻器连入电路目的是起到分压和控流的作用，一般滑动变阻器要串联入电路。 2．连入电路的方法──有六种，分别为（附有结构图） ·接A、C ·接A、D 滑片向右滑动时，使连入电路的电阻变大 ·接B、C ·接B、D 滑片向右滑动时，使连入电路的电阻变小 ·接A、B 滑动变阻器的最大阻值连如电路，如同一个定值电阻，起不到变阻的作用 ·接C、D 滑动变阻器连入电路的电阻为零，如同一条导线，起不到变阻的作用 3．滑动变阻器使用时应特别注意其铭牌，如标有“50Ω 2A”，表明变阻器的阻值可在0～50欧之间变化，允许通过的最大电流是2A。 4．把滑动变阻器连入电路后，闭合开关前，应将滑片位于电阻值最大的位置上。 例：某同学做“测量小灯泡电阻”的实验，所用实验器材均完好。 （1）（1分）下图甲是测量灯泡电阻的电路图，请你在○里填上合适的电表符号。 （2）（2分）根据图甲电路，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整。 （3）（2分）该同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变。导致上述现象的两个操作错误是 ①；②。 （4）（2分）该实验的原理是（用公式表示）。利用该实验电路，你还能研究相关的哪一个问题？。 答案：（1）甲图中左上为电流表；与电灯并联的应为电压表。 图 2 图1 滑动变阻器的分压接法和限流接法 邛崃一中——杨忠林 滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器，它在电路中的接法有分压和限流两种，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。教材对此又没有理论的讲解，又没有实际的指导，学生感到无从下手，笔者从多年的教学经验，结合电路分析，对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。 一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 1．滑动变阻器的分压接法 如图1所示的电路中，滑动变阻器总电阻为R 0，输入电压为U 0，负载电阻R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论： 首先，不接负载R 时，输出端的电压U=U 0 R 0 R ap ，可见，U 与成正比，输出电压电线性 的，如图1（b ）中①所示。换言之，触头P 在ab 间移动时，左半部分分得的电压是均匀变化的，电压的变化范围是0—U 0。 其次，当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时，P 点左边电路的等效电阻减小，与P 点右边部分串联而得的电压将比原来减小，如图1（b ）②所示。 再次，当负载电阻R 很小，对于确定的R ap ，左部分分得的电压将更小，如图如图1（b ）③所示。 可以得出结论：分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压，负载阻值应该较大。换言之，分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。 2．动变阻器的限流接法 如图2所示的电路输入电压为U 0，滑动变阻器总阻值为R 0，滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论： 首先，电路中的电流：I= U 0 R aP +R ，可见，I 随R aP 的增大而减小，如图（b ）所示。 当Rap=0时，电路中的最大电流I m =U 0 R ，R 两端 的电压最大U max =U 0。 当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时，电路中电流的最小值为I m 2 、I m 4 、 最新九年级物理滑动变阻器练习题 1、电阻用字母 来表示；在国际单位制中电阻的基本单位是 ，符号是 .50K Ω= M Ω= Ω. 2、（1）电阻是导体本身的一种 ，它跟导体两端的电压和通过导体的电流 （有关、无关） （2）影响导体电阻大小的因素有： . （3）在相同的条件下，材料不同，导体的电阻也 （相同、不同）在相同的条件下，导体越长，电阻就越 ；导体越短，电阻就越 .在相同的条件下，导体越粗，电阻就越 ；导体越细，电阻就越 .对于大多数的导体来说，温度越高，电阻就越 . 3、（1）滑动变阻器的原理是 . （2）滑动变阻器的示意图是 ；在电路图中的符号是 . （3）滑动变阻器在电路中的作用主要有 和 . （4）使用滑动变阻器时，连接方法是 ；在闭合开关前，先要将滑动变阻器 . （5）一滑动变阻器上标有“50Ω 2A ”的字样，它表示的意思是 . （6）如图所示的滑动变阻器，可以变阻的连接方法有 ；如果想让滑片P 向右移动时，连入电路中的电阻增大，则能够采用的连接方法有 . 4、小李家的灯泡的灯丝烧断了，他把开关断开后，把灯泡摇了一摇，灯丝就 被重新接上了，但使用时发现灯比原来亮了许多，这是因为灯丝接上后 . 5、按要求连接电路：能利用滑动变阻器来改变灯泡的亮度，且当滑片P 向右移动时灯会变亮，在图中画出电路的连接方法.如果一个同学在连接好电路后，闭合开关，发现怎么样移动滑片P ，都不能改变灯的亮度，你觉得可能的原因是什么？ 6、小明同学想测量一个电路中灯的电流和电压，请把各元件连接起来.并在右边方框中画出相应的电路图. 7、如右图中所示，要想把滑动变阻器连入电路中，并且当滑片P 向右移动时电灯变亮，应该接哪二个接线柱 . 8、按照电路图连接实物图. 连接电路时要注意： 闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P 移到 端；电流表和电压表的示数如图所示，则通过灯泡的电流和灯泡两端的电压分别是： 和 . 9、如图1所示，若开关S 、S 1闭合，S 2断开，能发光的灯是 ，电 教学活动 师生活动个案补充比较而言，简单易行。 学生尝试：连接电路，在金属丝上滑动，改变接入电路的电 阻丝的长度来改变接入电路电阻的大小，从而改变小灯泡的 亮度。 导线使用起来不方便，怎么办？ 如何改进？ 出示滑动变阻器，同桌介绍结构、探究原理、作用、认识铭 牌。 1、滑动变阻器的构造有： 。 2、滑动变阻器的原理： 。 3、滑动变阻器的作用： 、。 2、结构示意图及符号： 任务二：会正确连入电路并会正确使用 学生活动：依据课本图11-42，连接电路，探究滑动变阻器的 使用方法。 1、滑动变阻器应在电路中。 2、滑动变阻器的接线柱应来连接。 3、滑动变阻器的铭牌“50Ω.2A”的意义 为。 4、使用前，滑片。 5、应用：电位器的实质是。 6、自动测定油量装置 任务三：会使用电阻箱并正确读数。 观察电阻箱的外观、铭牌、旋钮、标度值、接线柱，并尝试 连接。 1、变阻箱能，不能连续的改变电阻。 2、变阻箱的阻值范围： 3、变阻箱的原理： 三、本节课，我们有哪些收获？ 课题16.4变阻器 授课时间年月日星期 教学目标 1.知道滑动变阻器的构造、原理，会画结构示意图、电路符号。 2.知道滑动变阻器的作用，会正确连入电路并会正确使用。 3. 会使用电阻箱并正确读数。 教学重点滑动变阻器的原理、作用 教学难点正确连入电路并会正确使用 教法探究法、小组交流讨论法学法小组合作 自主探究 教学活动 师生活动个案补充 一、情景引入 剧场在演出时，我们看到，灯光从亮逐渐变暗，又从暗 逐渐变亮的现象。现在你桌面上有一只灯泡，已接入电 路，你能将它的亮度也能逐渐改变吗？（学生尝试） 二、探究新知 任务一：滑动变阻器的构造、原理，会画结构示意图、 电路符号 学生活动：在电压不变的情况下，改变接入电路中的电 阻，就可以改变电流。那么，改变电阻有哪些方法呢？ 1、________________________________ 2、________________________________ 3、________________________________ 关于电阻（滑动变阻器）的练习 1、电阻用字母来表示；在国际单位制中电阻的基本单位是，符号是。50KΩ= MΩ= Ω。 2、（1）电阻是导体本身的一种，它跟导体两端的电压和通过导体的电流（有关、无关）（2）影响导体电阻大小的因素有：。（3）在相同的条件下，材料不同，导体的电阻也 （相同、不同）在相同的条件下，导体越长，电阻就越；导体越短，电阻就越。在相同的条件下，导体越粗，电阻就越；导体越细，电阻就越。对于大多数的导体来说，温度越高，电阻就越。 3、（1）滑动变阻器的原理是。（2）滑动变阻器的示意图是；在电路图中的符号是。 （3）滑动变阻器在电路中的作用主要有 和。 （4）使用滑动变阻器时，连接方法是；在闭合开关前，先要将滑动变阻器。（5）一滑动变阻器上标有“50Ω 2A”的字样，它表示的意思是。 （6）如图所示的滑动变阻器，可以 变阻的连接方法 有；如果想让滑片P向右移动时，连入电路中的电阻增大，则能够采用的连接方法 有。 4、小李家的灯泡的灯丝烧断了，他把开关断开后，把灯泡摇了一摇，灯丝就被重新接上了，但使用时发现灯比原来亮了许多，这是因为灯丝接上 后。 5、按要求连接电路：能利用滑动变阻器来改变灯泡的亮度，且当滑片P向右移动时灯会变亮，在图中画出电路的连接方法。如果一个同学在连接好电路后，闭合开关，发现怎么样移动滑片P，都不能改变灯的亮度，你觉得可能的原因是什么？ 6、小明同学想测量一个电路中灯的电流和电压，请把各元件连接起来。并在右边方框中画出相应的电路图。 7、如右图中所示，要想把滑动变阻器 连入电路中，并且当滑片P向右移动 时电灯变亮，应该接哪二个接线 柱。 8、按照电路图连接实物图。 连接电路时要注意： 闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移到端； 高中物理3-1滑动变阻器的两种接法讨论和练习题 一，.限流接法讨论 如图1所示。 用电器Rx 的电压调节范围： 电路消耗的总功率为：EI 限流接法的选用原则： ①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节， 只在小范围内变化，且待测电阻Rx 与R 接近时。 ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小， 法的要求时。 ③两种方法都满足时优先选用限流接法。 二，.分压接法 如图3所示 ①Rx 电压调节范围0≤Ux ≤E 。 ②开关闭合前，P 应在a 端。 分压接法的选用原则： ①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。 ②待测电阻Rx 远大于R ，且要求电压变化范围较大时。 ③采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx 的额定值或电表量程时。 二，滑动变阻器分压式和限流式两种接法练习 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 k Ω的电阻 Rx ，现备有下列器材： A ．电流表(量程 100 μA ，内阻约 2 k Ω)； B ．电流表(量程 500 μA ，内阻约 300 Ω)； C ．电压表(量程 15 V ，内阻约 100 k Ω)； D ．电压表(量程 50 V ，内阻约 500 k Ω)； E ．直流电源(20 V ，允许最大电流 1 A)； F ．滑动变阻器(最大阻值 1 k Ω，额定功率 1 W)； G ．电键和导线若干。 电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ①____________________________________________； ②____________________________________________。 [例2] 碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜。己知某碳膜电阻阻值约为10Ω，其结构如图实－7－9所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下： A ．电流表(量程0～0.6 A ，内阻约0.2 Ω) B ．电流表(量程0～3 A ，内阻约0.03 Ω) C ．电压表(量程0～3 V ，内阻约30 k Ω) D ．电压表(量程0～15 V ，内阻约150 k Ω) E ．滑动变阻器(最大值为2 Ω) F ．滑动变阻器(最大值为20 Ω) G ．滑动变阻器(最大值为200 Ω) H ．学生电源(4 V) I ．螺旋测微器 J ．游标卡尺 实验主要步骤： (0)x ERx U E r Rx R ≤≤=+ 一、伏安法测电阻 1、伏安法测电阻：测电阻的两种电路：电流表的外接法与内接法 2、系统误差分析 误差原因：因为电压表、电流表分别有分压分流的作用，它们本身的内阻会给电路造成影响从而带来误差。电流表接入电路会分压，电压表接入会分流。 ①电流表外接法 1）R 测= 2）误差原因 3）测量值比真实值偏 4）使用外接法的条件： ②电流表内接法 1）R 测= 2）误差原因 3）测量值比真实值偏 4）使用内接法的条件： 总结： 3、电流表内外接法的判别 例1：点触法 ①如图测电阻R，当电压表的表头P从A点，接到B点时电压表读数变 化明显，应用____接法 ②电流表读数变化明显，应用_____接法 例2：如果电流表的内阻为R A=0.03Ω,R V=2.OKΩ,要测量的电阻R大约为1.5KΩ，采用哪种接法误差更小？如果要测量的电阻R大约是2Ω，采用哪种接法更简单？并画出这两种接法. 练习1：有一个未知电阻R，用下图中（A）和(B)两种电路分别对它进行测量，用A图测量时两表读数为分别为6V,6mA,用图B测量是，两表读数分别为5.9V，10mA,则用图测量电阻的误差较小，测量值，测量值比真实值偏 ,(电流表内阻很小约0.1Ω，电压表内阻很大约3000Ω)练3：先要测定一个额定电压约4V，额定电流约0.5A的小灯泡正常发光时的电阻，电压表应该选择，电流表应选择电路连接时电流表应采用接法。 A、电压表量程是4.5V，内阻约4000Ω B、电压表量程是10V，内阻约8000Ω C、电流表量程3A，内阻约0.4Ω D、电流表量程0.6A，内阻约2Ω 二、滑动变阻器的两种接法比较和选择 知识要点 一、滑动变阻器的两种连接方式 如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载R L的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法． 二、两种电路的比较 负载R L上电压调节范围（忽略 电源内阻） 负载R L上电流调节范 围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗 的总功率 限流接法 R R R L L + E≤U L≤E R R E L + ≤I L≤ L R E EI L 分压接法 0≤U L≤E0≤I L≤ L R E E（I L＋I ap） 比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较 大 限流电路能耗较小 三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取．（1）下列三种情况必须选用分压式接法 ①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时，必须采用分压接法． ②当用电器的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时， R 甲乙 滑动变阻器的选择 一．解答题（共5小题） 1．小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中． （1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视B（选填序号）； A．变阻器滑片 B．电压表示数 C．电流表示数 （2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路； （3）实验中，他所选择的变阻器是C（选填序号）； A．10Ω0.5A B．20Ω1A C．50Ω2A （4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是电压； （5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是电阻R处有断路． = 2．在完成“测量小灯泡功率”的实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？为此，他找来了下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一定值电阻，三个规格分别为“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）． （1）通过分析表中的数据，你认为小明选择的规格是“30Ω，1A”的滑动变阻器．（2）根据题意，正确完成剩余部分连线，并使滑片向右移动时电流变小． （3）分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小． （4）以其中一组数据为例，算出定值电阻的阻值为9Ω．（结果取整数） （5）小李正确连接电路，闭合开关后发现电流表指针不转，电压表示数接近6V，电路的故障是滑动变阻器断路． R'=≈ 滑动变阻器的限流接法和分压接法 被测电路对供电电压或供电电流有一定的要求，为满足这一要求，供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在电路中有两种连接方式： 1．限流接法 如图4为滑动变阻器的限流接法.它的连接方式是电压表、滑动变阻器与待测电阻三者串联.该接法对外供电电压的调解范围是：E R R E R x x ~0 ，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 2．分压接法 如图5是滑动变阻器的分压接法.它的连接方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联.该接法对外供电电压的调解范围是：E ~0，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 3．两种接法的比较：分压接法电压调解范围大，限流接法电压调解范围小，但限流接法电路耗能小. 4．两种接法的选择 滑动变阻器的两种接法都能控制调解负载的电流和电压，但在相同条件下调解效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当地选择限流接法和分压接法. （1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑. （2）为了便于调解，在待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相差不大的情况下应选择限流接法；在待测电阻的阻值远大于滑动变阻器阻值的情况下应选择分压接法. （3）在下列情况下必须采用分压接法： ①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调解，只有分压接法才能满足. ②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调解，电路中实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或其它元件，必须采用分压接法. ③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若采用限流接法，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量取平均值或用图象法处理数据，也起不到保护用电器的作用.为了在上述情况下尽可能大范围地调解待测电阻上的电流（或电压），应选择分压接法. 图4 图5 初中电学关于滑动变阻器的使用及常见解题规律 初中物理中关于电路的题目既是初中物理的重点又是难点，学生对电学题目往往感到很难，甚至觉得无从下手。那么为什么学生会出现这样的情况呢？关键是对知识没有形成一条清晰的线，对规律的东西没有掌握。初中电学中关于滑动变阻器的应用非常广泛，几乎一半以上的题目都用到了滑动变阻器，所以只要对它的有关知识和规律清楚了，解决电学问题也基本就不成问题了。关于滑动变阻器，我在教学中总结出了如下几点解题规律，希望能给学生解题带来一些帮助。 一、滑动变阻器的连接方法 其中上面两个接线柱的效果是一样的，因为它们是用金属棒直接相连的，而金属棒的电阻几乎为零。那么下面两个接线柱应该如何选择呢？规律是：“滑片远离被选的下接线柱，接入电路中的电阻变大，反之就变小。” 二、滑动变阻器在电路中的作用 １、一般作用：①改变电路中的电流和电压。②起到保护电路的作用。 ２、在具体情况中的作用： (１) 验证欧姆定律时 当电阻不变，研究电流随电压的变化关系时：改变电路中的电流和 电压，测出多组数据，从中得到电流和电压之间关系。 当电压不变，研究电流随电阻的变化关系时：保持电阻两端的电压 不变。以便研究电流和电阻之间的关系。 (２)伏安法测电阻时：改变电路中的电流和电压，以便多次测量取平均值，减小实验误差。 (３) 测定小灯泡的功率时：改变电路中的电流和电压，比较小灯泡在不同电压下的发光情况。 三、滑动变阻器在电路中的使用情况 １、在串联电路中，滑动变阻器对整个电路的电流和电压都起到了调节作用，当它的阻值变大时， 电路中的总阻值变大，电流变小。常考知识有以下几种： （１） 分析电流表的变化：利用串联电路中总电压不变，电流随总电阻增大而减小进行分析； （２） 分析电压表的变化：此种情况要分清电压表测的是谁的电压，①若是电源电压，则不变； ②若是测滑动变阻器的电压，则电压随滑动变阻器的阻值变大而变大；③若是其他用电器的电压，则与滑动变阻器上的电压相反。 （３） 分析电功率的变化：①若是电路中的总功率，则可以用公式2 U P R = 总 来推导； 若是求用电器的功率，则可利用Ｐ＝Ｉ２ *Ｒ来推导；若是求滑动变阻器的最大功率则可用 2 ( )P P U P R R R =?+从而推导出 22 00 () 4P P U P R R R R = -+ 当R 0和R P 相等时P 最大。 例如：(１)、分析右图中当滑动变阻器的滑片Ｐ向右滑动时，电流表○ A 和电压表 ○Ｖ１和○Ｖ 的示数变化情况。运用以上知识可知：ＲＰ的电阻变 大，电路中的总电阻也变大，所以○A 示数变小；而○Ｖ测的是电源电压， 示数不变； ○Ｖ１测的是ＲＰ的电压，示数变大，（也可以用Ｕ＝Ｕ１＋ＵＰ来分析，因为Ｕ１＝Ｉ* Ｒ１，Ｉ变小， 而Ｒ１不变，所以Ｕ１变小，ＵＰ变大。） (２)、如图所示，灯泡的规格为“６Ｖ ４Ｗ”，变阻器的规格为“２１Ω ２Ａ”, 滑动变阻器分压与限流两种接法的选择 滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应 考的难点. 滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法. 负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻）负载RL上电流调节范围 （忽略电源内阻） 相同条件下电路消 耗的总功率 限流接法E≤UL≤Ｅ ≤IL≤ EIL 分压 接法 0≤UL≤Ｅ0≤IL≤E（IL+Iap） 比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小 ①限流法.如图（a）所示，待测电阻上电压调节范围为.显然，当 R0< 1、电阻用字母来表示；在国际单位制中电阻的基本单位是，符号是。50KΩ= MΩ= Ω。 2、（1）电阻是导体本身的一种，它跟导体两端的电压和通过导体的电流（有关、无关） （2）在相同的条件下，材料不同，导体的电阻也（相同、不同）在相同的条件下，导体越长，电阻就越；导体越短，电阻就越。在相同的条件下，导体越粗，电阻就越；导体越细，电阻就越。对于大多数的导体来说，温度越高，电阻就越。 3、（1）滑动变阻器的原理是。（2）滑动变阻器的符号是。（3）滑动变阻器在电路中的作用主要有和。 （4）使用滑动变阻器时，连接方法是；在闭合开关前，先要将滑动变阻器。 （5）一滑动变阻器上标有“50Ω 2A”的字样，它表示的意思是。 （6）如图所示的滑动变阻器，可以变阻的连接方法有；如果想让滑 片P向右移动时，连入电路中的电阻增大，则能够采用的连接方法有。 4、小李家灯泡灯丝烧断了，他把开关断开后，把灯泡摇了一摇，灯丝就被重新接上了， 但使用时发现灯比原来亮了许多，这是因为灯丝接上后。 5、按要求连接电路：能利用滑动变阻器来改变灯泡的亮度，且当滑片P向右移动时灯会变 亮，在图中画出电路的连接方法。如果一个同学在连接好电路后，闭合开关，发现怎么样移 动滑片P，都不能改变灯的亮度，你觉得可能的原因是什么？ 6、小明同学想测量一个电路中灯的电流和电压，请把各元件连接起来。并在右边方框中画 出相应的电路图。 7、如右图中所示，要想把滑动变阻器连入电路中，并且当滑片P向右移动时电灯变亮，应该接哪二个接线柱。 8、按照电路图连接实物图。 连接电路时要注意： 闭合开关前要将滑动变阻器的滑片P移 到端；电流表和电压表的示数如 图所示，则通过灯泡的电流和灯泡两端 的电压分别是：和。 9、如图1所示，若开关S、S1闭合，S2断开，能发光的灯是，电压表所测的是两端的电压；若开关S、S2闭合，S1断开，那么能发光的灯是，电压表所测的是的两端电压； 10、如图2所示，若要使滑动变阻器的滑片P 向A端滑动时，小灯泡变亮，那么应该将滑动变阻器的接线柱和接在电路 的M、N两端． 11、如图3所示，开关闭合后，电压表V1的示数为7V，电压表V2的示数为2.6V，则灯L1两端的电压为V. 12、如图4所示，灯L1与灯L2串联，先用电压表测灯L1两端电压，再测灯L2两端电压时，只将电压表接A的一端改接C，这种 接法（选填“正确”、“不正确”），理由是 图1 图1 图2 图3 图4 13、如图5两个电路中，电源电压相等，闭合开关S，当滑片P都向右滑动时，灯泡L1和L2的亮度变化（） A．L1、L2都变亮B．L1、L2都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2的亮度不变 ； 滑动变阻器分压式和限流式接法实验专题 （一）滑动变阻器在电路中的两种接法： | ⑴限流式接法⑵分压式接法 1．在下面三种情况下必须选择分压接法： a．要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足（如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路） b．如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用滑动变阻器分压接法连接电路．c．伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，若采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（电压），应选择滑动变阻器的分压接法。 2．以下情况可选用限流接法： a．测量时电路电流（电压）没须要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0，采用滑动变阻器限流接法。 , b．电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求，应采用滑动变阻器限流接法。 c．没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和 节能因素采用滑动变阻器限流接法。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 kΩ的电阻 Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程 100 μA，内阻约 2 kΩ)； B．电流表(量程 500 μA，内阻约 300 Ω)； C．电压表(量程 15 V，内阻约 100 kΩ)； D．电压表(量程 50 V，内阻约 500 kΩ)； E．直流电源(20 V，允许最大电流 1 A)； ! F．滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ，额定功率 1 W)； G．电键和导线若干。 电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以 一、滑动变阻器取值范围判断： 1、如图所示的电路中，电源电压为6V且不变，电阻R1阻值为20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω， 闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P由左端移到右端，电压表、电流表示数的变化范围是（） A、6～2.4V,0.12～0.3A B、6～2.4V,0.3～0.12A C、0～2.4V,0～0.12 A D、6～3.6V,0.2～0.12A 第1题图第2题图第3题图第4题图第5题图 2、如图所示电路中，电源电压U＝4.5V，且保持不变，定值电阻R1＝5Ω，变阻器R2最大阻值为20Ω， 电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是（） A、0Ω~10Ω B、0Ω~20Ω C、5Ω~20Ω D、2.5Ω~10Ω 3、一次实验中，小明同学连接了如图所示的电路，电源电压为6V且保持不变，电阻R1=8Ω，滑动变阻 器R2的最大阻值为10Ω。他所选用的电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为了保证电路安全，实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是 ( ) A.0～2Ω B.0～8Ω C.2Ω～8Ω D.8Ω～10Ω 4、如图所示的电路中，电源电压为4.5V不变，电阻R1标有“6Ω0.5A”，滑动变阻器R2标有“30Ω1A”， 电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”。为了保护各电表和元件，滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是（） A、0～12Ω B、0～30Ω C、3～12Ω D、3～30Ω 5、在如图所示的电路图中，电阻R1标有“6Ω1A”，R2标有“3Ω 1.2A”，电流表A1、A2的量程均为0～ 3A，电压表量程均为0～15V，在a、b间接入电压可调的电源，闭合电建S后，为保证R1、R2均不损坏，则允许的最大电源电压和此时通过电流表A1的电流分别为（） A、3.6V，1.8A B、9V，1A C、9.6V，1A D、3.6V，2.2A 6、如图所示电路中，电源电压U=6V，且保持不变，定值电阻R1=10Ω，变阻器R2最大阻值为20Ω，电 流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是（） A、0Ω～10Ω B、0Ω～20Ω C、2.5Ω～5Ω D、5Ω～20Ω 第6题图第7题图第8题图第9题图第10题图 二、电路简单故障判断： 7、把两个同样的小灯泡串联在电源上，如图，闭合开关后发现L1亮，L2不亮，出现的故障是（） A、L1的灯丝断了 B、L2的灯丝断了 C、灯L2被短路 D、电路的某处接触不良 8、如图所示，闭合开关两个灯都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转。该电路故障 可能是（） A、电流表坏了或未接好 B、从A经过L1到B的电路中有断路 C、L2灯丝烧断或未接好 D、电流表和L1、L2都坏了 9、如图，开关闭合，发现电流表指针有偏转，而电压表指针不动，则电路故障可能是（） A、R1被断路 B、R2被断路 C、R1被短路 D、R2被短路 10、如图所示的电路中，当开关S闭合时，灯L1、L2均不亮。某同学用一根导线去查找电路的故障。他 将导线先并在L1的两端，发现L2亮，灯L1不亮；然后将导线再并在L2的两端，发现两灯均不亮，由此可以断定（） A、灯L1断路 B、灯L2断路 C、灯L1短路 D 、灯L2短路 图5 滑动变阻器专题 1、电阻：与材料、长度及横截面积有关（长度越长、横截面积越小则电阻越大） 实验：控制变量法 2、变阻器：通过改变导线的长度来改变电阻（接法：一上一下） 应理解变阻器的电阻随滑片P 移动的变化情况 一、选择题 1．在图6所示的电路中，当开关闭合后，滑动变阻器滑片P 向右移动时，对电表读数的变化，分析正确的是 A ．电流表A 、电压表V 1示数都减小，电压表V 2示数增大 . B ．电流表A 、电压表V 1示数都变大，电压表V 2示数变小 C ．电流表A 的示数减小，两电压表示数不变 D ．三个电表的示数都减小. 2、如图5所示，电源电压保持不变，当变阻器滑片P 滑到A 端时，闭合开关S1和S2，灯泡L 恰好正常发光，以下说法正确的是（ ） A 、滑片P 仍在A 端，开关S1断开，S2闭合，灯泡L 仍正常发光 B 、滑片P 仍在A 端，开关S1闭合，S2断开，灯泡L 仍正常发光 ' C 、滑片P 滑到B 端，同时闭合开关S1和S2，灯泡L 仍正常发光 D 、滑片P 滑到B 端，开关S1闭合，S2断开，灯泡L 仍正常发光 3、右图是新型节能应急台灯电路示意图，台灯充好电后，使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R 改变灯泡的亮度，假定电源电压、灯泡电阻不变，则灯泡两端电压U 随R 变化的图象是 4、小明观察了市场上的测重仪后，设计了如图四个电路（R 是定值电阻，R1是滑动变阻器）．可以测量人体重的电路是 ￥ 5、将如图所示的滑动变阻器连入电路，要求当滑片向左移动时，电路中的电流增大，则滑动变阻器连入电路的接线柱应该是（） A．A和B B．B和D C．A和D D．B和C ; 二、实验与探究 6. 用图29所示的电路图做实验．请你回答相关的问题． （1）按该电路图在图30连接实物（图中有两根线已连好），要求滑动变阻器的滑片P 向M端移动时电流表的示数增大． （2）实验时A2表的读数如图31，A2示数为A． （3）正确连接电路，合上开关后看到L1亮，L2不亮．根 $ 据这一现象，甲、乙两位同学分别做出以下分析： 甲：因为L2不亮，所以电路断路．乙：电路是通路，根据P＝ R U2 ， V ： A V V A B C D R R R R1 ' R1 R1 R1 S S S S 滑动变阻器的两种接法比较和选择 知识要点 一、滑动变阻器的两种连接方式 如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法． 二、两种电路的比较 1.从调节范围上比较 分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R 0无关。 2.从方便调节的角度比较 其中，在限流电路中，通R L 的电流I L =0 R R E L +，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0< 从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。 从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EI L ），分压电路耗能大（E （I L ＋I ap ））。 三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取． （1）下列三种情况必须选用分压式接法 ①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法． ②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b ）连接时，因R L >>R 0＞R ap ，所以R L 与R ap 的并联值R 并≈R ap ，而整个电路的总阻约为R 0，那么R L 两端电压U L =IR 并=0R U ·R ap ，显然U L ∝R ap ，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作． ③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采用分压接法． （2）下列情况可选用限流式接法 ①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，采用限流式接法． ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法． ③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法． 专题滑动变阻器的两种解法 一、教学目标： 1、认识滑动变阻器的两种接法 2、两种接法的特点及作用 3、两种接法的选择方式 二、重点和难点： 重点：两种接法的特点及作用 难点：两种接法的选择方式 三、设计思路： 先让学生认识滑动变阻器的两种接法，让学生小组讨论两种接法的电路构造特点，从而理解为什么一个叫限流式接法，一个叫分压式接法 根据串并联知识让学生分析两种接法的电压变化范围及电流变化从而得出必选分压式接法的一种情况 最后具体举联说明选择的方式 四、教学流程 教 学进程教师活动学生活动 活动目 标及说 明 一新课教学（直接引入）我们知道要描绘待测电阻的伏 安特性曲线，必须多测几组U、 I值，如何在同一电路中中多 测几组U、I值呢？ 思考： 1、滑动变阻器与小灯泡串联起 什么作用？试分析一下过程？ 2、滑动变阻器与小灯泡并联起 什么作用？试分析一下过程 学生A：通过滑动变阻器可起到作用 学生B： 滑片P移动的过程 中接入电路的电阻变化，使得通过待测电阻 的电流发生变化，加在待测电阻两端的电压 发生变化。电压的变化范围是 x x R E E R R + ,电流变化范围是 x x E E R R R + 可以使 学生对 滑动变 阻器的 两种接 法及电 路特点 进行理 解性识 记 滑片P 移动的过程中，加到待测电阻两端的电压发生变化，进而电流也发生变化 师总结：滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用 可见，当要求负载电压或电流从0开始变化或要求变化范围较大，要选分压式接法 负载R L 上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载R L 上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法 R R R L L +E ≤U L ≤E 0R R E L +≤I L ≤L R E EI L 分压接法 0≤U L ≤E 0≤I L ≤ L R E E （I L +I ap ） 比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小 拓展 限流法： 思考：1、待测电阻上电压调 节范围为 ~L L R E E R R +.显 然，当R 0< 滑动变阻器分压式和限流式接法实验专题 （一）滑动变阻器在电路中的两种接法： 1．在下面三种情况下必须选择分压接法： a ．要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足（如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路） b ．如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用滑动变阻器分压接法连接电路． c ．伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，若采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（电压），应选择滑动变阻器的分压接法。 2．以下情况可选用限流接法： a ．测量时电路电流（电压）没须要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且负载电阻R 接近或小于滑动变阻器电阻R 0，采用滑动变阻器限流接法。 b ．电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求，应采用滑动变阻器限流接法。 c ．没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和节能因素采用滑动变阻器限流接法。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 k Ω的电阻 Rx ，现备有下列器材： A ．电流表(量程 100 μA ，内阻约 2 k Ω)； B ．电流表(量程 500 μA ，内阻约 300 Ω)； C ．电压表(量程 15 V ，内阻约 100 k Ω)； D ．电压表(量程 50 V ，内阻约 500 k Ω)； E ．直流电源(20 V ，允许最大电流 1 A)； F ．滑动变阻器(最大阻值 1 k Ω，额定功率 1 W)； G ．电键和导线若干。 电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ①____________________________________________； ②____________________________________________。 ⑴限流式接法 ⑵分压式接法初中物理教学论文 滑动变阻器中考复习专题
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