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摘 要:滑动变阻器的选择和使用是初中同学遇到的难度较大的题目,解决这类问题的办法是搞清滑动变阻器的作用以及规格的含义,再利用串、并联电路中电压、电流的规律,同时结合欧姆定律对滑动变阻器的接入阻值进行估算,一般会取得满意的结果。
关键词:滑动变阻器 作用 规格标志 欧姆定律 串联电路 估算
滑动变阻器在初中电学中扮演着很重要的角色。纵观历年来各省市中考物理试题,无论在计算、实验探究等题型中,都可以找到它的身影。围绕变阻器所设置的问题千变万化,有相当一部分同学在解题过程中感到有一定困难,尤其是滑动变阻器的使用和选择更是无从下手。
如何解决好这类问题呢?
第一,搞清滑动变阻器的作用。
1、通过改变接入电路中电阻线的长度,来改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流大小;一般情况下还会引起部分电路两端的电压数值的改变。
2、对电路有保护作用。
第二,重视滑动变阻器的规格标志。
1、其阻值范围。
2、允许通过的最大电流值。
下面通过一个例题来说明做法
例如:马军同学要研究电流与电阻的关系,有以下器材:4.5V稳压电源一个,电压表、电流表各一个,开关一个,三个定值电阻5Ω、10Ω、15Ω,两个滑动变阻器“20Ω,2A”、“40Ω,1A”各一个;导线若干。
(1)根据伏安法测电阻的基本要求,请设计一个原理图______。
(2)马军同学按原理图正确组装元件,两个电表的量程也选择恰当,但是闭合开关后发现电流表有示数、电压表超过规定量程,马军同学操作的错误是:______。
(3)马军同学改正了错误后继续试验,得到下表:
电阻R(Ω) 5 1015
电流I(A) 0.3 0.15 0.10
马军同学首次将5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,移动滑片,使得与5Ω并联的电压表的示数为1.5V。然后分别改接10Ω、15Ω的电阻过程中,马军同学多次调整滑动变阻器的滑片的目的是:______。
(4)马军同学在本试验过程中,他选用变阻器的规格是:______。
下面对以上4个问题进行分析和解答:
(1)由于电路图很经典,所以电路图略。
(2)马军同学将电路闭合开关后,电流表有显示而电压表超量程,从本题意来看,电压表选错量程的答案必须排除,只能说明滑动变阻器没有起到分担电压和对电路的保护作用,因此答案是:闭合开关前,滑片未移到阻值最大处。
(3)探究电流与电阻的关系,必须使用控制变量法。本题目需要保持电阻两端的电压不变,因此马军同学多次移动滑片的目的是:调节被测电阻的端电压保持1.5V不变。
(4)关于滑动变阻器的规格,本环节需要根据欧姆定律、串联电路电压、电流的特点来估算滑动变阻器的阻值和电流。
第一,从表格上来看,实验电路的最大电流为0.3A,因此两个滑动变阻器“20Ω,2A”、“40Ω,1A”均能胜任;
第二,滑动变阻器阻值的估算。
从题意可知:被测电阻两端的电压U=1.5V不变,
所以:
当选5Ω电阻时,电流为0.3A,则滑动变阻器需要接入的电阻值:
R1=(4.5V-1.5V)/0.3A=10Ω。
当选10Ω电阻时,电流为0.15A,则滑动变阻器需要接入的电阻值
R2=(4.5V-1.5V)/0.15A=20Ω。
当选15Ω电阻时,电流为0.10A,则滑动变阻器需要接入的电阻值:
R3=(4.5V-1.5V)/0.10A=3Ω。
综上所述,马军同学选择的滑动变阻器规格应是“40Ω,1A”。
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
关键词:滑动变阻器 作用 规格标志 欧姆定律 串联电路 估算
滑动变阻器在初中电学中扮演着很重要的角色。纵观历年来各省市中考物理试题,无论在计算、实验探究等题型中,都可以找到它的身影。围绕变阻器所设置的问题千变万化,有相当一部分同学在解题过程中感到有一定困难,尤其是滑动变阻器的使用和选择更是无从下手。
如何解决好这类问题呢?
第一,搞清滑动变阻器的作用。
1、通过改变接入电路中电阻线的长度,来改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流大小;一般情况下还会引起部分电路两端的电压数值的改变。
2、对电路有保护作用。
第二,重视滑动变阻器的规格标志。
1、其阻值范围。
2、允许通过的最大电流值。
下面通过一个例题来说明做法
例如:马军同学要研究电流与电阻的关系,有以下器材:4.5V稳压电源一个,电压表、电流表各一个,开关一个,三个定值电阻5Ω、10Ω、15Ω,两个滑动变阻器“20Ω,2A”、“40Ω,1A”各一个;导线若干。
(1)根据伏安法测电阻的基本要求,请设计一个原理图______。
(2)马军同学按原理图正确组装元件,两个电表的量程也选择恰当,但是闭合开关后发现电流表有示数、电压表超过规定量程,马军同学操作的错误是:______。
(3)马军同学改正了错误后继续试验,得到下表:
电阻R(Ω) 5 1015
电流I(A) 0.3 0.15 0.10
马军同学首次将5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,移动滑片,使得与5Ω并联的电压表的示数为1.5V。然后分别改接10Ω、15Ω的电阻过程中,马军同学多次调整滑动变阻器的滑片的目的是:______。
(4)马军同学在本试验过程中,他选用变阻器的规格是:______。
下面对以上4个问题进行分析和解答:
(1)由于电路图很经典,所以电路图略。
(2)马军同学将电路闭合开关后,电流表有显示而电压表超量程,从本题意来看,电压表选错量程的答案必须排除,只能说明滑动变阻器没有起到分担电压和对电路的保护作用,因此答案是:闭合开关前,滑片未移到阻值最大处。
(3)探究电流与电阻的关系,必须使用控制变量法。本题目需要保持电阻两端的电压不变,因此马军同学多次移动滑片的目的是:调节被测电阻的端电压保持1.5V不变。
(4)关于滑动变阻器的规格,本环节需要根据欧姆定律、串联电路电压、电流的特点来估算滑动变阻器的阻值和电流。
第一,从表格上来看,实验电路的最大电流为0.3A,因此两个滑动变阻器“20Ω,2A”、“40Ω,1A”均能胜任;
第二,滑动变阻器阻值的估算。
从题意可知:被测电阻两端的电压U=1.5V不变,
所以:
当选5Ω电阻时,电流为0.3A,则滑动变阻器需要接入的电阻值:
R1=(4.5V-1.5V)/0.3A=10Ω。
当选10Ω电阻时,电流为0.15A,则滑动变阻器需要接入的电阻值
R2=(4.5V-1.5V)/0.15A=20Ω。
当选15Ω电阻时,电流为0.10A,则滑动变阻器需要接入的电阻值:
R3=(4.5V-1.5V)/0.10A=3Ω。
综上所述,马军同学选择的滑动变阻器规格应是“40Ω,1A”。
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