高中物理3-1滑动变阻器的两种接法讨论和练习题

1、高中物理3-1滑动变阻器的两种接法讨论和练习题RxPa R bSE r 图1一，.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：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。Sa R bE rRxP图3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时。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Rx电压调节范围0UxE。开关闭合前，P应在a端。分压接法的选用原则：测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。待测电阻Rx远大于R，且要求电压变化范围较大时。采用限流接法时，电

2、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的电阻 Rx，现备有下列器材：A电流表(量程 100 A，内阻约 2 k)；B电流表(量程 500 A，内阻约 300 )；C电压表(量程 15 V，内阻约 100 k)；D电压表(量程 50 V，内阻约 500 k)；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，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

3、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：_；_。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10，其结构如图实79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00.6 A，内阻约0.2 )B电流表(量程03 A，内阻约0.03 )C电压表(量程03 V，内阻约30 k)D电压表(量程015 V，内阻约150 k)E滑动变阻器(最大值为2 ) F滑动变阻器(最大值为20 )G滑动变阻器(最大值为200 ) H学生电源(4 V) I螺旋测微器 J游标卡尺实验主要步骤：(1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值。电流表选_，电压表选_，滑动变

4、阻器选_。(填标号)(2)在虚框中画出电路图(3)若测得电阻值为R，该材料的电阻率为，则碳膜厚度的表达式为：d_(用R、D、L、表示)。例3分别用图实710所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值。图甲中两表的示数分别为3 V、4 mA，图乙中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻Rx的真实值为()A略小于1 kB略小于750 C略大于1 k D略大于750 例4、某同学为了研究“3 V,0.3 W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况。设置了如下器材：电流表A1(量程400 mA，内阻r15 )； 电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 )；电压表V(量程15 V

5、，内阻约为3 k)； 定值电阻R0(5 )；滑动变阻器R1(010 ，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0250 ，额定电流为0.3 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)； 开关一个，导线若干。(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材。在图实85甲所示线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号。(2)根据设计的方案，将图实85乙中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)。(3)闭合开关S，移动滑片P，使_时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为_(用测量的物理量表示)。练习1在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6 V，1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A

6、直流电源6 V(内阻不计)B直流电流表03 A(内阻0.1 以下)C直流电流表0300 mA(内阻约为5 )D直流电压表010 V(内阻约为15 k)E滑动变阻器10 ，2 AF滑动变阻器1 k，0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号表示)(2)在方框内画出实验电路图(3)试将图实614所示器材连成实验电路2、某同学通过实验测定一个阻值约为5的电阻Rx的阻值。（1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0-50，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：A、电流表（03A，内阻约0.025）B、电流表（00

7、.6A，内阻约0.125）C、电压表（03V，内阻约3k）D、电压表（015V，内阻约15k）为了减小测量误差，在实验中，电流表应选用 ，电压表应选用 （选填器材前的字母）。实验电路应采用图1中的 （填甲或乙）AVAV甲RxRx乙图1P图2V+ARx（2）图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请根据在（1）问中所选的的电路图，补充完成图2中实物间的连线。图3A012300.20.40.6V0510150123（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I，电压表示数U，某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx= （保留两位有效数字）（4）若在（1）问

8、中选用甲电路，产生误差的主要原因是 ；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是 ；（选填选项前的字母）A、电流表测量值小于流经Rx的电流值B、电流表测量值大于流经Rx的电流值C、电压表测量值小于Rx两端的电压值D、电压表测量值大于Rx两端的电压值ABUoxCUoxUox图4（5）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中正确的是（ ） 3（18分）在“测量金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一

9、次测量结果如图1所示，其读数为 mm（该值接近多次测量的平均值）。（2）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1）、电流表（内阻约0.1）、电压表（内阻约3K）、滑动变阻器（020，额定电流2A），开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上实验数据可知，他们测量是采用图2中的 图（选填“甲”或“乙”）。 VA甲Rx图2（3）图3 是测量的实验器材实物图，图中已连接了

10、部分导线，滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完图3中实物间的连线，并使开关闭合瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值= （保留两位有效数字）。（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 （填选项前的符号）。A、m B、m C、m D 、m（6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是 （有多个正确选项）。A、用螺旋测微器测量金属丝直径时，由

11、于读数引起的误差属于系统误差B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C、若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D、用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差4，某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：小灯泡L，规格“4.5V0.5A”；电流表A，量程0.6A，内阻r约为0.2; 电压表V，量程15V，内阻约为15 k；滑动变阻器R，阻值范围010；学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干.（1）甲同学设计了下图(左图)所示的电路进行测量，请按照左边电路图把实物图中未完成的连线补充完整.ASERV（2）乙同学经分析发现

12、甲同学实验精度不高，又从实验室找来Ig=100A,Rg=1000的灵敏电流计和电阻箱（099999.9），想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表，需要把电阻箱调成 的阻值，并与灵敏电流计 （填“串”或“并”）联在电路中来替代实验中的电压表.0.5I/A01020304010090807060500.10.20.30.4IG/A（3）乙同学用改装的电压表实验得到数据，现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I，横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG，画出I -IG图线，他已经把数据画在坐标纸上，请帮他把图线画出来.（4）乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27时电阻是2.1，并且小灯泡灯丝电阻值

13、与灯丝温度的关系为R=k(273+t)，k为比例常数。请估算灵敏电流表的电流IG=60A时该灯泡灯丝的温度约为 。5，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图（7）所示的I-U坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。根据图线的坐标数值，请在图（8）中选出该实验正确的实验电路图（选填“甲”或“乙”）。根据所选电路图，请在图（9）中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。图9AV×图8甲AV×乙由图（7）可知，该小灯泡的电阻随电压的升高而。（选填“增大”、“减小”或“不变”）根据图（7），可判断出图（10）中正确的关系图像是（图中

14、P为小灯泡功率，I为通过小灯泡的电流）（ ）I2PI2PI2PI2P图10A B C D×ARS图11×将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与R10的定值电阻串联，接在电动势为8V、内阻不计的电源上，如图（11）所示。闭合开关S后，则电流表的示数为 A，两个小灯泡的总功率为 W。6，某实验小组描绘规格为“2.5V 0.6W”的小灯泡的IU特性曲线。实验室提供下列器材：A电流表A1（量程为025mA，内阻约0.2）B电流表A2（量程为0一300mA，内阻约1)D电压表V1（量程为03V，内阻约5k）C电压表V2(量程为015V，内阻约15k)E滑动变阻器R1（0一10，额定电

15、流1.5A)；F滑动变阻器R2（0一1000，额定电流0.5A）G直流电源（电动势6V，内阻忽略不计）H电键一个、导线若干在小灯泡接入电路前，使用多用电表直接测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至 档进行测量。（填选项前的字母）A直流电压10V     B直流电流5mAVAdabcC欧姆“×100”      D欧姆“×1”实验中所用的电流表应选 ；电压表应选 ；滑动变阻器应选 。(只需填器材前面的字母代号)若采用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表的右端应与电路中的 点相连（选填“a”

16、或“b”）开关闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于_端（选填“c”、“d”或“cd中间”）测量后，该小组根据实验数据，利用Excel拟合出小灯泡的IU特性曲线如图示。请根据曲线确定小灯泡两端电压为1.5V时，其实际功率P W该小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后，合上电键，慢慢增大小灯泡的电压，发现刚开始时两电表指针均偏转，但小灯泡不发光，请简要分析原因： _。,7，（3）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：A待测合金丝Rx(接入电路部分的阻值约5 )B电源 (电动势4 V，内阻不计)C电流表(03 A，内阻约0.01 )R图2SGR0Rx

17、PabAD电流表(00.6 A，内阻约0.2) E灵敏电流计G(满偏电流Ig为200µA，内阻rg为500)F滑动变阻器(010 ，允许通过的最大电流l A)G滑动变阻器(0100 ，允许通过的最大电流0.3 A) H电阻箱R0(099999.9)为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（均填写仪器前的字母）（4）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于_端(选填“a”或“b”)。0 IA/A图3IG/A 50 150 250 200 100 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 （5）甲同学按照图2电路

18、图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R0=14500，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计的示数IG和电流表的示数IA的关系图线如图3所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值Rx=_（保留两位有效数字）。R4SGR0RxPabA（6）乙同学选择同样的器材，按图4所示电路测量合金丝的阻值Rx，保持电阻箱接入电路的阻值不变。在不损坏电表的前提下，他将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，灵敏电流计的示数IG和电流表的示数IA也随之增加，图5反映IG-x和IA-x关系的示意图中可能正确的是 。IGxOAIGxOBIAxOC图5I

19、AxOD8，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个“2.5V，0.3A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材：直流电源（电动势3.0V，内阻不计）电流表A1（量程3A，内阻约0.1）电流表A2（量程600mA，内阻约5）电压表V1（量程3V，内阻约3k）电压表V2（量程15V，内阻约15k）滑动变阻器R1（阻值010，额定电流1A）滑动变阻器R2（阻值01k，额定电流300mA） 在该实验中，电流表应选择_（填“A1”或“A2”），电压表应选择_（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择_（填“R1”或“R2”）。 为了减小实验误差，应选择以下哪个实验电路进行实验ABCD

20、 下表是学习小组在实验中测出的数据，某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出除了第6组数据的对应点，请你在I-U图象上画出第6组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。12345678910111213I(A)00.100.130.150.160.180.190.200.230.250.270.280.30U(V)00.100.200.300.400.600.801.001.401.802.002.202.50U/V01.02.03.00.200.100.30I/A 实验中，如果把这个小灯泡和一个阻值为9的定值电阻串联在电动势为3V，内阻为1的直流电源上。则小灯泡消耗的实际功率约为_W。三，

21、滑动变阻器分压式和限流式接法答案例1：解析最大电流Im A600 A，故电流表应选B。电源电动势20 V，电压表D的量程为50 V，测量误差过大，故应选C。R0 k kRx，故电流表应采用内接法。由于滑动变阻器最大阻值比被测电阻小很多，为了便于调节和为了保证电表的安全，滑动变阻器应采用分压式接法。答案BC 电流表应采用内接的方法滑动变阻器应采用分压式的接法例2：解析(1)电源电动势为4 V，故电压表选用03 V的C；电路中最大电流为Im0.3 A，故电流表选用00.6 A的A；可采用限流法接入滑动变阻器，其所需最大阻值为Rm20 ，故选用20 的F。(2)被测电阻为小电阻，故电路采用电流表外接

22、法；电路无特殊要求，可采用限流法接入滑动变阻器。电路如图所示。(3)由电阻定律有：R，得：S，由于膜很薄，故可将其截面看成是矩形，其宽即为膜厚度，由几何关系得：d。答案(1)ACF(2)电路如解析图所示（好像分压接法也可以）(3)例3：解析：先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，应该采用图甲进行测量比较准确。图甲中测量值为R测750 ，较真实值偏小。故D项正确。答案：D例4：解析测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3 V，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压。可设计让定值电阻R0与A1串联，改装成一个适当量程

23、的电压表，然后用A2测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I2I1，小灯泡两端的电压为I1(R0r1)，故小灯泡的电阻为R。实验要求测量小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况，即要求电压从0开始调节，故滑动变阻器应选用分压式接法。由于滑动变阻器R2阻值太大，所以滑动变阻器选R1；小灯泡正常发光时电压为3 V，对应电流表读数为I10.3 A300 mA。则电路原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示；使电流表A1的示数为300 mA时，灯泡正常发光，此时RL；式中I2为A1表示数为300mA时，电流表A2的读数，I1300 mA。答案(1)见解析图(2)见解析图(3)电流表A1示