初中物理滑动变阻器的变化范围

如何求滑动变阻器的取值范围2019-10-07在初中物理电学的学习中，有⼀类习题经常要求确定接⼊电路中滑动变阻器的取值范围.滑动变阻器在电路中的作⽤主要是通过改变连⼊电路的电阻，进⽽改变电路中的电压和电流，其次是保护电路.滑动变阻器保护电路，受到⽤电器规格及电流表或电压表量程的限制，于是，要求滑动变阻器接⼊电路中的电阻必须控制在⼀定的范围内，使电路中的电表、⽤电器等元件不会因超过量程⽽损坏.此类问题具有较强的综合性、逻辑性，需要同时考虑诸多因素，因此成为电学学习的⼀个难点.同学们在解决此类问题时，经常感到⽆从下⼿，或者因考虑不周，思维⽚⾯⽽造成错解.下⾯笔者对此问题进⾏归类分析，希望能对你有所帮助.影响滑动变阻器取值范围的限制⼀般有四个：滑动变阻器最⼤阻值及允许通过的最⼤电流、电流表量程、电压表量程、⼩灯泡额定电压及额定电流.⼀、⽤电器与滑动变阻器串联此种情况有两种电路模式：如图A和图B.⽐较模式A和模式B可知它们的相同之处：都是定值电阻与滑动变阻器串联；不同之处：电压表是测定值电阻两端电压还是滑动变阻器两端电压.在图A中，当滑⽚P移动时，电压表与电流表的⽰数变化趋势相同，并且当⼀只电表的⽰数达到最⼤（或最⼩）值时，另⼀只电表的⽰数也相应达到某⼀最⼤（或最⼩）值.若将图A中的电压表改测滑动变阻器两端的电压，如图B所⽰，则电压表与电流表的⽰数变化趋势相反，即当⼀只电表的⽰数达到最⼤（或最⼩）值时，另⼀只电表的⽰数相应达到最⼩（或最⼤）值.理解这两种电路模式，可使解题速度与准确率⼤⼤提⾼.例1.如图1所⽰的电路中，电源电压U=6V且保持不变，灯泡电阻为8Ω，R是标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，为保证两电表都安全使⽤，滑动变阻器接⼊电路阻值的变化范围是多少？错解：S闭合后，灯L与R串联，电流相等.由于电流表允许通过的最⼤电流是0.6A，由欧姆定律I=U/R可知，R总最⼩时，I最⼤，R总=U/I=6V/0.6A=10Ω，⽽串联电路中R总=RL+R故有变阻器的最⼩电阻值Rmin=R总-RL=10Ω-8Ω=2Ω.所以，滑动变阻器接⼊电路的阻值范围是2Ω～20Ω.分析：造成上述解法错误的原因是认为电流表可以达到最⼤量程0.6A，其实这是错误的，当电流表⽰数为0.6A时，电压表的⽰数应该为UL=0.6A×8Ω=4.8V>3V，此时电压表就会烧坏，所以这种情况下应该以电压表的量程为准.正解：当电压表⽰数为3V时，电路中电流达到最⼤值，此时滑动变阻器分压也为3V，根据分压公式UL/UR=RL/R，可知，Rmin= 8Ω.因此，滑动变阻器阻值变化范围是8Ω～ 20Ω.锦囊妙计：此电路属于图A模式，滑动变阻器取最⼩值时电流表和电压表的⽰数最⼤，所以要综合考虑电流表和电压表所选的量程，以它们所给的量程为已知条件，确定滑动变阻器的最⼩值.⾄于滑动变阻器的最⼤值即滑动变阻器能够接⼊电路的最⼤阻值.例2.标有“4V 1 W”的⼩灯泡和“20Ω1A”的滑动变阻器，连接在如图2所⽰的电路中，已知电源电压为6V，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”.为确保电路安全，闭合开关时，滑动变阻器接⼊电路的阻值应控制在什么范围内？（不考虑温度对电阻的影响）错解：由于电流表最⼤量程是0.6A，电压表的最⼤量程是3V，根据欧姆定律I=U/ R，得，R滑最⼩时，I最⼤，所以滑动变阻器的最⼩值为R滑=U/I=3V/0.6A=5Ω，因此，滑动变阻器接⼊电路的阻值范围是5Ω～20Ω.分析：错误原因在哪⼉呢？原来本题中有两个容易被忽略的条件：⼀个是“4V 1W”的⼩灯泡正常发光时的电流是I=P/U=1W/4V=0.25A正解：当⼩灯泡正常发光时，电路中的电流达到最⼤.此时根据欧姆定律I=U/R，可知，R总=U总/I=6V/0.25A=24Ω，所以滑动变阻器接⼊电路的最⼩值Rmin=R总-RL= 24Ω-16Ω=8Ω；当电压表⽰数为3V时，滑动变阻器接⼊电路的阻值为最⼤值，根据分压公式UL/UR=RL/R，可知，Rmax=RL=16Ω.因此，滑动变阻器接⼊电路的阻值范围为8Ω～16Ω.锦囊妙计：此电路属于图B模式，如果给滑动变阻器并联⼀个电压表，则应考虑电压表的所选量程，以所选量程为已知条件，再结合其它条件可求出滑动变阻器接⼊电路的最⼤值.⼆、⽤电器与滑动变阻器并联例3 .在如图3所⽰的电路中，电阻R1=12Ω，R2为0～20Ω的变阻器，合上开关后，电压表的⽰数为6V，如果A表的量程为0～3A，A1表的量程为0～0.6A，为了不使电表损坏，滑动变阻器连⼊电路的阻值应在什么范围？错解：设通过两电流表A、A1的电流均达到其量程，则通过变阻器的电流为I2=I-I1=3A-0.6A=2.4A.R2接⼊电路的最⼩阻值为R2=U/ I2= 6V/2.4A=2.5Ω.分析：错解的原因是认为通过两电流表的电流都能达到最⼤量程，实际上电流表A1的⽰数I1=U/R1=6V/12Ω=0.5A，因此A1的⽰数不变，达不到最⼤量程.变阻器R2的滑⽚移动时，只能改变R2中电流的⼤⼩，故本题只要考虑通过A表的电流不超过3A即可.正解：电流表A1的⽰数I1=U/R1=6V/ 12Ω=0.5A，根据并联电路的特点，则I=I1+U/R2=0.5A+6V/R2≤3A.解得R2≥2.4Ω，所以滑动变阻器接⼊电路的阻值范围为2.4Ω～20Ω.锦囊妙计：两⽤电器并联时，各⽀路的电流表不⼀定都能达到量程，只要考虑⼲路的电流表达到量程即可.从上述三例可以看出，在涉及滑动变阻器接⼊电路的阻值范围时，应认真审题，科学分析，全⾯考虑，解题过程要灵活.因为试题是多变的，所以思路应该是发散的.尽管⽅法是不同的，但知识是永恒的.只要掌握核⼼思想，就能遇乱不惊，沉稳应对.注：本⽂为⽹友上传，不代表本站观点，与本站⽴场⽆关。

一、初中物理电路类问题1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，则（ ）A ．电流表示数变大，电压表示数变大B ．电流表示数变小，电压表示数变小C ．电流表示数变大，电压表示数变小D ．电流表示数变小，电压表示数变大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由电路图可知，R 1与滑动变阻器R 3并联后，与R 2串联，电流表测通过R 3的电流，电压表测R 1两端电压。

当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，R 3接入电路中电阻增大，则电路中总电阻变大，根据UI R=可知，电路中总电流变小；又根据U IR =可知，R 2两端电压U 2变小，因为电压表示数2U U U =-源电源电压保持不变，所以电压表示数变大。

根据UI R=可知，电压表示数变大时，通过R 1的电流变大，又因为电路中总电流变小，由并联电路的电流规律可知，通过R 3的电流变小，即电流表示数变小。

故选D 。

2．如图所示，电源电压U 保持不变，滑动变阻器R 0的最大电阻是20Ω。

当开关S 1闭合、S 2和S 3断开，滑动变阻器的滑片在最右端时，电压表示数是U 1，R 1的功率是P 1；当开关S 2闭合、S 1和S 3断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表示数是1U '，R 2和R 3的功率之和是1.6W ；当开关S 1、S 2和S 3都闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，R 1的功率是1P '，已知R 2∶R 3=1∶3，1U ∶1U ' =9∶5，11:P P ' =1∶25，下列结论正确的是（ ）A ．电源电压是8VB ．R 2的阻值是30ΩC ．电流表的最大示数是2.7AD ．该电路的最大功率是27W【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】AB ．第一过程：当开关S 1闭合、S 2和S 3断开，滑动变阻器的滑片在最右端时，R 1和滑动变阻器R 0的全部串联在电路中，电压表测量R 1的电压，电压表示数是U 1，如图甲。

电学实验中如何选择滑动变阻器电学实验在历年的高考中既是重点，也是难点。

而在绝大多数实验中，都会涉及到滑动变阻器的选择，不同的实验对于滑动变阻器的要求不一样，因此滑动变阻器的合理选择问题便成了电学实验的重点和难点。

高中阶段涉及到滑动变阻器选择的电学实验主要有：测定金属的电阻率、描绘小电珠伏安特性曲线、把电流表改装成电压表、测定电源的电动势和内阻。

这些实验中，关于滑动变阻器的选择问题主要分为两大类：总阻值大小的选择和分压、限流接法的选择。

本文结合一些电学实验题谈一下滑动变阻器的选择问题。

一．总的原则（1）安全性原则。

即所选用的滑动变阻器及其接法，要保证电路的安全。

如果该滑动变阻器的全部电阻连入到电路中，电路中的电流还是超过了电流表的量程，就必须选用滑动变阻器分压接法或者另换总阻值较大的滑动变阻器。

就接法而言，从安全角度来看，分压接法的安全性要高得多。

（2）遵循实际要求原则。

试题中有明确要求时，滑动变阻器及其接法的选择就必须按要求办。

若题目中有“电压从0开始调节”、“要求较大的电压变化范围”等要求时，则选用分压接法，所用滑动变阻器的总阻值要相对小一些（但绝不是越小越好，还要确保自身的安全）；若题目中出现“调节滑动变阻器使电路中电流变化比较明显”等要求，则选用限流电路，滑动变阻器的总阻值应比电路其他部分的总阻值大。

（3）科学性原则。

即根据滑动变阻器总阻值与待测电阻的关系，选择相应的接法。

如果滑动变阻器的总阻值比待测的电阻要小，适合用分压接法；反之，滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值大，则适合用限流接法，此时如果所提供的滑动变阻器有两个，且均满足上述条件，则选择总电阻相对较小的，调节灵敏度高。

二．伏安法测电阻实验中滑动变阻器的选择测定金属的电阻率和描绘小电珠伏安特性曲线，都属于伏安法测电阻的实验，而伏安法测电阻实验中的滑动变阻器的选择正是“选择”问题中最让学生头疼的。

因为，这里面既有滑动变阻器的选择，还有滑动变阻器接法的选择。

初中物理 滑动变阻器【考点精讲】滑动变阻器： 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”。

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【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。