滑动变阻器动态变化问题的解析
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滑动变阻器的阻值问题滑动变阻器是一种用于测量和控制电路中电阻值的装置。
它可以改变电路中电阻的大小,可以控制电子元件和电路的工作参数,这样就可以使电路具有很好的功能特性。
它是电子元件中使用最广泛的一种电阻元件,在电子设备和电子元件中都有着广泛的应用。
滑动变阻器的阻值定义为滑动杆的一端所连接电阻器的最大电阻值,即滑动杆可以从一端向另一端滑动的最大距离。
当滑动杆的位置发生变化时,电阻值也会发生变化,当滑动杆在起始位置(最小阻值)时,电阻值最小;当滑动杆滑动到最大位置(最大阻值)时,电阻值最大。
滑动变阻器的工作原理主要分为三个部分:(1)滑动杆的推动部分,即外部力量对滑动杆施加作用时,滑动杆会产生滑动移动;(2)阻值调节部分,滑动杆滑动到不同位置时,阻值会发生变化;(3)线圈的通断部分,滑动杆的滑动会改变线圈的通断,影响到电子元件的工作参数。
滑动变阻器的阻值为一个动态变化的量,它变化的快慢取决于用来推动滑动杆的外部力量,它会受到外部电压和电流的影响,所以滑动变阻器的阻值并不是一个固定的量,而是会受环境因素的影响而变化。
因此,滑动变阻器的阻值需要经常地进行调整,以保证它在不同工作条件下的稳定性和可靠性。
滑动变阻器的阻值调节是一项复杂的工程,对滑动变阻器的阻值调节有一定的要求,首先,需要调节的阻值要适当,准确度高,并且要能够保持稳定;其次,需要考虑滑动变阻器的精度,通过精确的测量来确定电路中的滑动变阻器的标准阻值;最后,需要考虑滑动变阻器的可靠性,要能够确保它能够在长时间内保持高度稳定性。
由于滑动变阻器的阻值是电路中非常重要的参数,因此需要精确地进行调节和测试,以确保它能够满足电子电路要求。
为此,应当采用相应的调节和测试设备,正确地调节电子电路以及测试滑动变阻器的阻值。
总的来说,滑动变阻器的阻值是电子电路中非常重要的参数之一,滑动变阻器的阻值调节非常复杂,需要正确使用调节和测试设备,以确保其工作参数满足要求。
初中物理—动态电路一、由滑动变阻器(或灵敏电阻)引起的动态电路电源电压保持不变,设定值电阻阻值为0R ,流过定值电阻0R 的电流为0I ,定值电阻0R 两端的电压为0U ,滑动变阻器(或灵敏电阻)接入电路的阻值为P R ,流过滑动变阻器(或灵敏电阻)的电流为P I ,滑动变阻器(或灵敏电阻)两端的电压为P U ,总电流为总I ,总电阻为总R1、P R 变大 总R 变大 总总R U I =,总I 变小 P R 变小 总R 变小 总总R U =,总I 变大 2、串联电路:先确定定值电阻的总I 变小 P I I =0 000R I U =,0U 变小 0U U P -=,P U 变大 总I 变大 P I I =0 000R I U =,0U 变大 0U U P -=,P U 变小3、并联电路:电压表实数不变,定值电阻0R 的电压0U 和电流0I 保持不变,滑动变阻器的电压P U 不变 总I 变小 0I I I P -=总 P I 变小总I 变大 0I I I P -=总 P I 变大4、当电压表测电源电压时保持不变。
5、移动滑片P 时,总电阻没有改变,则电流表示数保持不变,总I 不变,灯泡亮度不变。
(如图所示)6、比值问题,若电压表测量的是定值电阻的电压,则电压表的示数与电流表的示数之比不变。
7、电功率的变化问题,总功率:总I 变大总P 变大,总I 变大总变大。
定值电阻的电功率:由R I P 2=推出,并联电路中定值电阻的电功率不变,串联电路中总I 变大0P 变大,总I 变小 0P 变小。
8、IU ∆∆的问题,举例判断,一般情况比值不变。
二、由开关的通断引起的动态电路1、弄清开关在不同的通断情况下电路的连接方式和电表的测量(必要时画出有效电路图)2、由串联变到一个电阻接入电路,总R 变小 总I 变大由一个电阻接入电路变到串联,总R 变大 总I 变小3、由并联变到一个电阻接入电路,总R 变大 总I 变小由一个电阻接入电路变到并联,总R 变小 总I 变大4、电压表的变化情况根据电压表是测量电源电压还是测量某电阻电压或局部电压来判断5、总功率:总I 变大 总P 变大,总I 变小 总P 变小。
电路动态分析问题融合了闭合电路欧姆定律、串并联知识、电容器知识、受力分析等多个高频考点,体现了转化思想、等效替代思想等多种高中物理常用思想方法。
因此电路动态分析问题必然是高考中经久不衰的高频考题。
本讲全面地梳理了解决电路动态分析问题的方法,达到一课搞定电路动态分析问题的目的。
一.经典例题1.如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。
开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向。
(电源的内阻不能忽略)下列判断正确的是()A.小球带负电B.当滑动头从a向b滑动时,细线的偏角错误!未找到引用源。
变大C.当滑动头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下D.当滑动头停在b处时,电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率2.如图所示所示电路,电流表A1和A2为两个相同的毫安表,当电路两端接入某一恒定电压的电源时,A1的示数为错误!未找到引用源。
,A2的示数为错误!未找到引用源。
.现将A2改接在R2所在支路上,如图中虚线所示,再接入原来的恒定电压电源,那么,关于A1与A2的示数情况,以下说法正确的是()A.A1示数增大,A2示数增大B.A1示数增大,A2示数减小C.A1示数增大,A2示数不一定减小D.A1示数不一定增大,A2示数也不一定增大总结(1)引起电路动态变化的原因1.滑动变阻器滑片位置的改变2.开关的闭合、断开或换向3.非理想电表的接入(2)程序法解电路动态问题1. 根据其中一个电阻的变化找出电路中总电阻的变化,其中断路相当于电阻无穷大,短路相当于电阻等于零2. 根据闭合电路欧姆定律找出电流和路段电压的变化情况3. 判断电阻没有发生变化的那部分电路的电压、电流和功率的变化情况4. 应用串并联电路的知识再判断电阻发生变化的那部分电路的电压、电流和功率的变化情况(3)结论法解电路动态问题当局部电阻变化时,与之串联的电阻的功率、电流、电压的变化与该局部电阻相反;而与该局部电阻并联的电阻的功率、电流、电压的变化情况与之相同。
动态电路电阻最值、范围问题【学习目标】1.会分析动态电路中的最值和范围问题2.掌握动态电路相关题型的解题技巧考点剖析滑动变阻器为什么接入阻值不能太小?在电路中,当电压不变时,电流与电阻成反比,当变化电阻(以滑动变阻器为例)阻值减小时,会使电路中电流增大,但由于电流表、小灯泡、定值电阻等有允许通过的最大电流值,电路中实际电流值不能超过电路允许通过的电流最大值,因此滑动变阻器的阻值就不能低于某一下限值。
滑动变阻器为什么接入阻值不能太大?当滑动变阻器阻值增大时,巾串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压会增大,但不能超过其两端允许的电压最大值,山此滑动变阻器接入的阻值就不能高于某一上限值。
题型说明与设计在中考电学中,考查的主要是串联电路情况,很少考查并联电路(并联电路可转化为串联型电路分析)。
在串联电路中,有下列五种题型:(1)最大电流限制型今求滑动变阻器最小值;(2)定值电阻最大电压限制型与求滑动变阻器最小值:(3)变化电阻最大电压限制型今求滑动变阻器最大值;(4)电流表、电压表反对应型,电流、电压都有限制今求滑动变阻器的阻值范围;电流表、电压表反对应型。
如图所示,考查频率较高。
这类题的特点是:电压表测滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器接入阻值最小,当电流表示数取到最大值时,电压表示数最小;滑动变阻器接入阻值最大,当电压表示数最大时,电流表示数最小。
解法:当电压表示数最大时,滑动变阻器阻值达到最大;可见电压表量程限定了滑动变阻器接入的最大值;当电流达到最大值时,滑动变阻器阻值达到最小(即滑动变阻器阻值再小,电路会被烧坏),可见电流限定了滑动变611器接入阻值的最小值。
为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值应该同时满足电路中对电流和电压的要求。
3---------------(5)电流表、电压表正对应型,电流、电压都有限制T求滑动变阻器的最小值:如图所示,这类题的特点是:电压表测定值电阻两端的电压,电压客和电流表示数同时增大或减小,所以两表量程限定的都是滑动变阻器接入阻值的最小值,此时需解得两个阻值中较大值,才不至于把电路烧坏。
高中物理动态电路解题技巧动态电路分析问题是电学中经常遇到的一种典型题目,各类考试中也经常出现这类考题。
对于动态电路,我们往往采用闭合电路欧姆定律进行分析求解。
首先简单地归纳一下引起电路动态变化的几种情况,其中最重要的是滑动变阻器(或电阻箱)改变电路中的总电阻。
一、解答此类直流电路动态分析的一般思路:1、电路中无论是在串联电路中还是在并联电路中,只要有一个电阻的阻值变大,整个电路的总电阻也必变大;一个电阻的阻值变小,整个电路的总电阻也必变小。
2、由总电阻的变化,通过公式rR E I +=和U =E -Ir ,可以判断路端电压和干路电流的变化情况。
3、由干路电流和路端电压的变化,进一步判定电阻不变的支路的电流、电压的变化。
4、再进一步判定含有变化电阻部分的电流、电压的变化。
如变化部分是在并联回路中,则仍应先判定固定电阻部分的电流、电压;最后确定变化电阻上的电流、电压的变化。
例1:图1中变阻器的滑片P 向下移动时,各电表的示数怎样变化? 分析:当P 向下滑动时,电阻R 2接入电路的阻值变大,总电阻随之变大,根据↑+↓=)(r R E I 可知,电路中的总电流变小,则A 3示数变小;进而根据U端↑=E-I↓r可知,路端电压变大,即V 1示数变大;根据33R I U ↓↓=可知,V 3示数变小;根据↓-↑↑=312U U U 可知,V 2示数变大;根据121R U I ↑↑=可知,A 1示数变大;根据↑-↓↓=12I I I 可知,A 2示数变小。
归纳起来,A 2、A 3、V 3示数变小,V 1、V 2、A 1示数变大。
(本题中,为了分析表达的简洁,我们约定一套符号:“⇒”表示引起电路变化;“↑”表示物理量增大或电表示数增大;“↓”表示物理量减小或电表示数减小。
)这一过程分析,环环相扣,需要做题者首先要对电路结构了如指掌,其次要对闭合电路欧姆定律运用娴熟,此外还要有清醒的大脑。
解题时,注意力要高度集中,稍有疏乎,就会前功尽弃,满盘皆输。
专题(七)动态电路分析【动态电路解题的一般步骤】一、判断电路的串、并联关系(电路类型)。
串联分压:U1U2=R1R2;并联分流:I1I2=R2R1,各支路互不影响,干路的电流受支路影响。
二、弄清各电表的类型及测量的物理量:电流表串联在电路中(相当于导线),电压表并联在电路中(相当于此处断路)。
三、动态分析:电阻R的变化引起电流、电压的变化。
1.不论是串联还是并联,如果有一个电阻变大,则总电阻变大;反之亦然。
2.由公式I=UR得,当电压不变时,电阻越大,电流就越小;由公式U=IR得,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越大。
四、同类物理量变化量大小的比较及不同类物理量变化量间的关系及计算。
处理此类问题时:先定性地判定电流、电压如何变化,再进行同类物理量变化量大小的比较。
“不同类物理量的变化量”,主要指的是电压、电流及电功率的变化量。
当电路状态发生变化时,定值电阻:R=ΔUΔI具有普遍意义,但ΔP=ΔU×ΔI是错误的,应运用ΔP=U22R -U12R或ΔP=I22R-I12R计算[或可化简为ΔP=ΔU(I1+I2)、ΔP=ΔI(U1+U2)]。
五、动态电路变化的同时要注意保护电路,各物理量变化范围(极值)的计算。
此类问题指的是两个极值点下的I、U、R、P的计算:①电流最大时需要考虑:电流表量程、电压表量程、灯的额定电流、滑动变阻器允许通过的最大电流。
②电流最小,即电阻最大时,此时若电压表测滑动变阻器两端的电压,注意电压表示数不能超量程。
六、当电路发生变化时,利用电路特点和欧姆定律、电功和电功率的计算公式即可确定各物理量之间的比值。
串联:电流I1=I2=I,其他物理量都与电阻成正比。
并联:电压U1=U2=U,其他物理量都和电阻成反比。
针对训练类型一滑动变阻器引起的变化问题1.如图ZT7-1所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,电流表A 示数,电压表V1示数,电压表V2示数,电压表V1示数与电流表A示数的比值,电压表V2示数与电流表A示数的比值,电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比,电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比,电路消耗的总功率。
专题二 动态电路分析第一种类型:滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化(一)、串联电路中滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起的变化例1:如图1所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化: 电流表的示数 ;电压表的示数 。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”) 分析方法: 1、先判断电流表、电压表所测的对象;2、根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点R 总=R 1+R 2,判断总电阻变化情况;3、根据I 总=U 总/R 总,判断电流的变化情况;4、先根据U 1=I 1R 1判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况;5、最后根据串联电路电压特点U 总=U 1+U 2,判断滑动变阻器两端的电压变化情况。
例2.如图2所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数 ;电压表的示数 。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)例3.如图3所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数 ;电压表的示数 。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)例4. 如图4所示电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑键P 自左向右移动过程中,图中各电表示数变化的情况是( )(A) A 、V 1、V 2变大 (B) A 、V 1、V 变小(C) A 、V 2不变、V 1变小 (D) A 、V 1变小,V 2不变例5.在如图5所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P 向右移动时( )(A)电流表示数变大,灯变暗 (B)电流表示数变小,灯变亮(C)电压表示数不变,灯变亮 (D)电压表示数不变,灯变暗例6.在如图6所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑片P 向右移动时( )(A)电压表示数变大,灯变暗 (B)电压表示数变小,灯变亮(C)电流表示数变小,灯变亮 (D)电流表示数不变,灯变暗 (二)、并联电路中滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起的变化例1:如图所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A 1的示数 ;电流表A 2的示数 ;电压表的示数 。
滑动变阻器是初中物理的重要元件,多以实物图的形式在作图题和实验探究题中考查滑动变阻器的连接,或以电路图的形式在选择题或填空题中考查滑片移动引起的动态电路分析.小编特梳理了滑动变阻器的连接及使用,以便诸考生解题.注:l指滑动变阻器接入电路的电阻丝绕线长度.1.滑动变阻器的连接原则:“一上一下”(一端接金属杆,另一端接电阻线上的接线柱).(若连接上面两个接线柱,相当于连入一根导线;若连接电阻线上的两个接线柱,相当于连入一个定值电阻.滑动变阻器均起不到改变电阻从而改变电流或电压的作用)2.滑动变阻器阻值变化原则:“远大近小”—滑片P与下接线柱的距离越远阻值越大,越近阻值越小例: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)连接接线柱A和D时,要使变阻器连入电路的电阻减小,滑片应向移动.(2)如果滑片向右移动,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,连入电路的电阻最大,且无论怎样移动滑片P,电路中的总电阻不变.(4)把和连入电路时,其电阻为0.(5)当使用接线柱B和D时,在电路未接通时,滑片应置于(选填“A”或“B”)端.典例精析:(1)接A、D时,电阻丝AP连入电路,由滑动变阻器阻值变化原则可知,要使电阻减小,需使l(即AP)变短,由图知应向左移动滑片.(2)滑片P右移,电流变大,则滑动变阻器的电阻应减小,由滑动变阻器阻值变化原则可知,滑片P右移是靠近下接线柱,即此时下接线柱接的是B,所以是B、C或B、D接入电路.(3)连入电路的电阻最大,且无论怎样移动滑片P,电路中的总电阻不变,说明将滑动变阻器的电阻丝全部接入电路中,即连接的是A、B接线柱.(4)接入的阻值为0,即将滑动变阻器的金属杆接入了电路中,即连接的是C、D接线柱.(5)在电路未接通时,滑片应置于阻值最大处,以保护电路,由滑动变阻器阻值变化原则可知,滑片应置于A端.答案:(1)左(2)B C B D(3)A B(4)C D(5)A1.接三个脚解读:三脚接法同两脚接法,即=.2.接入电流表解读:滑动变阻器与电流表串联,电流表测流过滑动变阻器的电流.3.接入电压表解读:该情形相当于电路中接入的是一个定值电阻,滑片的移动只能改变电压表的读数,即滑片左滑电压表示数增大,滑片右滑电压表示数减小.4.接用电器解读:该情形相当于滑动变阻器被分成两部分,用电器与右边的部分并联起来后,再与左边的部分串联,组成一个混联电路.例:(2016安徽)图中电源电压保持6V不变,灯泡L上标有“6V6W”字样,开关S 闭合后,在滑片P从b端向a端滑动的过程中,下列说法正确的是()A.灯泡两端的电压不断增大B.通过灯泡的电流不断减小C.灯泡消耗的电功率不断减小D.灯泡消耗的电功率恒定不变典例精析:A【解析】在滑片P从b端向a端滑动的过程中,灯泡两端的电压由0开始逐渐增大,最后达到电源电压,A正确;灯泡的电阻不变,灯泡中的电流在不断增大,B错误;灯泡两端的电压不断增大,通过的电流不断增大,所以消耗的电功率也不断增大,CD错误.故选A.。
滑动变阻器动态变化问题的解析
有关滑动变阻器的滑片移动时,电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题,一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。
而学生普遍感到此类题难度大,学生的得分率也较低。
一、滑动变阻器的滑片移动时,电路中电流表、电压表示数的变化情况的判断
例1如图1,电源电压不变,当滑片P向左滑动时,则()A.电流表的示数增大,电压表的示数减小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数增大,电压表的示数变大
D.电流表的示数变小,电压表的示数变小
学生解题时存在的问题:
(1)不能确定滑片移动时电路中电阻的改变情况。
(2)不能确定各电表尤其是电压表测量哪个用电器的电压。
(3)不能综合应用欧姆定律和串联电路的特点来分析问题。
方法指导:这种类型的题目是教学的重点,也是难点。
在填空、选择、计算题都会出现此类题,让学生分析后
总结归纳是解决这类问题的有效方法。
解题思路:
(1)首先分析电路的连接方式,各电表所测得是哪一用电器的电流、电压。
(2)再分析滑片移动引起电阻发生什么改变。
(3)进一步定性分析电表示数如何变化或根据题目具体条件进行定量计算出实际示数,确定电表示数的变化范围。
解题过程:当滑片向左滑动时,滑动变阻器的阻值减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,即电流表的示
数增大;而R两端的电压增大,所以R两端的电压减小,即电压表的示数减小。
故本题选择A。
注意:许多学生选择C答案的原因是误认为电压表测的
是R两端的电压,应予以纠正。
学生练习:
练习1、如图2,电源电压不变,当滑片自左向右滑动时,则()
A.电流表的示数增大,电压表V的示数减小,电压表V
的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表V的示数减小,电压表V
的示数变小
C.电流表的示数增大,电压表V的示数变大,电压表V
的示数变大
D.电流表的示数变小,电压表V的示数变大,电压表V
的示数变小
许多学生在判断此题时,认为当滑片自左向右滑动时,R 的阻值增大,V的示数变大,或者A的示数变小,V的示数也变小等等。
这些错误的判断方法,应查清原因,坚
决纠正。
二、滑动变阻器的滑片移动时,电流表、电压表示数变
化范围的计算
例2如图3,滑动变阻器R的阻值为10Ω,电阻R为30Ω,电源电压U=12V,当滑动变阻器的滑片从R的右端移动到左端时,电压表的示数从_______V变到__________V。
解题时一定要明确,当滑动变阻器的滑片从R的右端移
动到左端时,电压表分别测R与R、R的电压。
这样一来再求电压表的示数就容易了。
根据学生掌握知识的情况对下题可做课堂练习。
一般来说,学生能判断出电表的变化,就能求出电表的变化范围。
练习2、如图4,滑动变阻器R的最大阻值为16Ω,电阻
R为10Ω,U=12V,当滑动变阻器的滑片从a端移到b端时,电流表和电压表示数变化的范围是多少?
此题是在上述分析有关变化问题的基础上,求出电流表、
电压表的示数变化范围,直观地看到电流表、电压表示数变化的大小。