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初中二年级物理

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首页 初中二年级物理知识 其他方法测电阻 滑动变阻器 试题正文
  • 实验题
    小菲准备测一个未知电阻Rx的阻值．在所需实验器材中她发现电压表坏了，滑动变阻器的阻值变化范围是0﹣40Ω，电源电压恒定．她设计了如图所示的实验．
    （1）当S1、S3闭合时， _________ （填“能”或“不能”）将滑动变阻器的滑片调至最左端，理由是： _________ ；
    （2）请按设计的电路图写出测定未知电阻Rx的实验步骤： _________ ．
    （3）用所测的物理量，写出Rx的数学表达式：（可以用相应物理量的字母表示） _________ ．

    本题信息：2012年专项题物理实验题难度较难 来源:张秀锦
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本试题 “小菲准备测一个未知电阻Rx的阻值．在所需实验器材中她发现电压表坏了，滑动变阻器的阻值变化范围是0﹣40Ω，电源电压恒定．她设计了如图所示的实验．（1）当S1...” 主要考查您对

其他方法测电阻

滑动变阻器

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  • 滑动变阻器

伏安法测电阻实验是初中物理最重要的实验之一，但除此方法外，还有几种测量电阻阻值的特殊方法。

有电流表，无电压表的“另类方法”
　1．安安法
若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图1所示）：

（1）闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。
Rx的计算式：


2．安滑法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图2所示）：

（1）闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。
（2）Rx的计算式：


3．安阻法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图3所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。
（2）当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。
（3）Rx的计算式：


有电压表，无电流表的“另类方法”
此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流相等求出电流，进行等效电路设计。
1．伏伏法

（1）闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。
 （2）Rx的计算式：


2．伏滑法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图5所示）：

（1）闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。
（2）Rx的计算式：


3．伏阻法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图6所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。
 （2）当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。
 （3）Rx的计算式：

一、有电流表，无电压表的“另类方法”
　1．安安法
若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图1所示）：

（1）闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。
Rx的计算式：

2．安滑法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图2所示）：

（1）闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动变阻器阻值最小时的电流值I2。
（2）Rx的计算式：

3．安阻法
若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图3所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。
（2）当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。
（3）Rx的计算式：

二、有电压表，无电流表的“另类方法”
此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流相等求出电流，进行等效电路设计。
1．伏伏法

（1）闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。
 （2）Rx的计算式：

2．伏滑法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图5所示）：

（1）闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。
（2）Rx的计算式：

3．伏阻法
若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图6所示）：

（1）当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。
 （2）当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。
 （3）Rx的计算式：


定义：
    滑动变阻器是电路中的一个重要元件，它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。


构造：
滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。

符号：常用Rx表示，元件符号位或。
结构示意图：

工作原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度，可以逐渐改变电阻。

作用：改变电流、调节电压和保护用电器。

使用方法：滑动变阻器一般串联在电路中。连接时应“一上一下”的把接线柱接人电路中。连接电路时应把滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。

铭牌：观察滑动变阻器的铭牌，能够了解它的最大阻值和允许通过的最大电流。例如铭牌上标有 “20Ω  1.5A”的字样，说明该滑动变阻器的最大阻值是20Ω，允许通过的最大电流是1．5A。

优缺点：
优点：能连续地改变接人电路的电阻值；缺点：不能直接读出电阻值的大小。


用滑动变阻器改变电流的方法
1．根据实际需要对滑动变阻器进行选择。每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值，通过它的电流不能超过最大电流值。
例如：滑动变阻器铭牌上的“20 Ω2A”是指滑动变阻器连入电路的最大阻值为20Ω，通过滑动变阻器的电流不能超过2A。
2．滑动变阻器一般与被控制部分串联。
3．为了保护电路，在闭合开关前要使滑片处于滑动变阻器阻值最大的位置。
4．滑动变阻器在接入电路时必须采用两个接线柱 “一上一下”的连接方法。
5．要使灯泡的亮度变亮，即需要使电路中的电流变大，则应该让滑动变阻器连入电路中的阻值变小。

例：李明想用如图所示的器材，设计一个可以调节小灯泡亮度的电路。请你用笔画线代替导线，帮李明把图中的器材连接起来。要求：

(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时，灯泡的亮度变暗；
(2)电流表测通过灯泡的电流(灯泡的电阻约为 10Ω)，电压表测灯泡两端的电压。李明检查电路连接无误后，闭合开关，电流表和电压表示数如图甲、乙所示，则通过灯泡的电流是____ A，灯泡两端的电压是__V。

解析：本题考查滑动变阻器、电压表、电流表的使用。由于电源为两节干电池，所以电压表的量程选择0～3V，灯泡的电阻约为10Ω，故电流表的量程选择0～0．6A。

答案：电路图如下图0．26   2．4

判断滑动变阻器阻值变化的方法：
    判断电路中滑动变阻器的阻值变化时，一要弄清滑动变阻器的哪部分被连入电路；二是要看清滑动变阻器滑片的移动方向。

例1如图所示的是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是转动式变阻器，它的金属滑片P是杠杆的一端，下列说法正确的是(   )

A．油量表是由电流表改装而成的
B．R、R0在电路中是并联的
C．油位越高，流过R的电流越大
D．油位越高，R两端的电压越大

解析：观察电路可知油量表显然不能是电流表，因为电流表是不能被并联在电路中的，这个油量表应该是电压表。两个电阻是串联在电路中的，油位越高，油量表的示数应该越大，通过电路冈可以看出油量表测的电压是转动式变阻器两端的电压，因此可以判断，油位越高电压越高。

答案：D


滑动变阻器的接法：
限流式
以下情况可选用限流式接法：
①待测用电器电阻接近滑动变阻器电阻（也可选用分压式接法）。
②简化电路，节约能源。


分压式
以下情况必须使用分压式接法：①待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻。②实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化（例如测小灯泡的伏安特性曲线）。③实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大。④采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程。
串分压公式：U1/U2=R1/R2
并分流公式：I1/I2=R2/R1

实验室接法
连接的方法有6种，分别为AC、AD、BD、BC、CD、AB。

其中只有AC，AD，BD，BC这四种方法，也就是所谓的“一上一下”，可以改变阻值。剩下的两种不能改变阻值。
具体情况如下：
1.当导线接AD和AC时，滑片P向左移动时电阻变小，电流变大。当滑片P向右移动时，电阻变大，电流变小。
2.当导线接BC和BD时，滑片P向左移动时电阻变大，电流变小。当滑片P向右移动时，电阻变小，电流变大。
3.当划片接CD时，这时的电阻几乎为0.电流十分大。同时电阻的阻值不可以通过移动滑片P来改变，所以这时就相当于一个定值电阻。另外，如果这样直接接到电源上，就会发生短路。
4.当划片接AB时。这时的电阻是最大的，那么通过的电流也很小。同时电阻的阻值也不可以通过移动滑片P来改变，也相当于一个定值电阻。
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