4.4变阻器解析版

第4章电路探秘第4节变阻器【知识点归纳】1．变阻器的原理：靠改变接入电路中的______________________来改变________。2．变阻器的作用：①改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流和某段电路两端的________电压；②限制电流，__________________。3．变阻器的构造和符号构造简图符号4．变阻器的使用方法(1)要与控制电路________，连入电路的两个接线柱必须是“____________”。(2)为了____________，在电路接通前应把滑片移到______________________(滑动变阻器的最大电阻一定)。(3)通过滑动变阻器的________不能超过其__________________________。5．铭牌上各数值的物理意义：“电阻值”表示该________________________，“电流值”表示该变阻器________________________。例如：变阻器的铭牌上标有“200Ω5A”，表示该滑动变阻器的______________________，允许通过的__________________。【注意】①要了解所使用变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流，如一个滑动变阻器标有“50Ω1.5A”字样，表示此滑动变阻器的最大阻值是50Ω，允许通过的最大电流是1.5A。使用时，要根据需要对滑动变阻器进行选择，不能使通过的电流超过允许通过的最大值。②将滑动变阻器连入电路时应采用两个接线柱“一上一下”的接法，不能同时使用上面两个接线柱(R=0)，也不能同时使用下面两个接线柱(R=定值，即最大阻值)，这样起不到改变电路中电阻的目的。为了保护电路，在闭合开关前应将滑片置于最大阻值处【拓展】电阻箱定义一种能够显示出阻值的变阻器使用使用时，把面板上的两个接线柱接入电路，调节四个旋盘，使之可以得到0~9999Ω之间的阻值(注意所得阻值只能是1的整数倍，电阻值是跳跃式变化，不能连续变化)读数689把各旋盘所对应的三角指示点示数乘面板上标记3的倍数，然后相加在一起，就得到了电阻箱连入电×1000×100方法路中的阻值，如图所示的示数=(3×1000+6×1009100+0×10+8×1)Ω=3608Ω【答案提示】1．电阻丝的有效长度电阻大小2.电压保护电路3．(1)串联一上一下(2)保护电路电阻最大的位置(3)电流允许通过的最大电流4．变阻器的最大电阻允许通过的最大电流最大电阻是200Ω最大电流是5A【随堂训练】1.常用的变阻器有滑动变阻器和电阻箱，下列说法中正确的是(C)A．电阻箱能连续地改变它接入电路的电阻，但不能表示出接入的阻值B．滑动变阻器能够表示出它接入电路的阻值C．电阻箱能表示出它接入电路的阻值D．这两种变阻器规定有最大的阻值，对通过它们的电流没有任何限制【解析】电阻箱能表示出连入的阻值，但不能逐渐地改变连入电路的电阻，所以A错误，C正确；滑动变阻器能连续地改变接入电路中的阻值，但不能读数，所以B错；滑动变阻器和电阻箱都有允许通过的最大电流，所以D错误。2.如图所示两电路中，当滑动变阻器滑片P移动时有可能造成电源损坏的是(C)A．P1向右移动B．P2向右移动C．P1向左移动D．P2向左移动【解析】右图中的滑动变阻器与小灯泡串联，所以无论怎样移动滑片P2，电流都不会不经过用电器直接构成回路，而左图中的滑动变阻器与灯泡并联，当滑片P1向右移动时，接入电路中的长度变大，电阻变大，不会对电源造成损坏；当滑片P1向左移动时，接入电路中的长度变小，电阻变小，直至为0，电流直接构成回路，造成短路，会对电源造成损坏。3.在收音机等电器中，有一种叫电位器的变阻器。电位器的外形及其内部构造如图所示。图中A、B、C三个焊接点相当于变阻器的三个接线柱。使用电位器时，下列说法不正确的是(D)A．只把A、C接入电路，旋动滑片，不能改变通过电位器的电流B．只把A、B接入电路，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电阻变大C．将B、C两点接入电路，当滑片顺时针旋动时，电位器接入电阻变小D．将B、C两点接入电路，当滑片逆时针旋动时，通过电位器的电流变大【解析】电位器是一个滑动变阻器，当把A、C接入电路时，相当于定值电阻，移动滑片，不管是顺时针转动还是，电阻不变；当把A、B接入电路时，接入了左半段，滑片顺时针转动时，连入电路的电阻增大；当把C、B接入电路时，接入了右半段，滑片顺时针转动时，连入电路的电阻减小，电流增大。4.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置示意图，R′是一种特制的滑动变阻器，AOB是一根可绕O点转动的金属导体，从油量表(即电流表)指针所指的刻度知道油面高度，则它的工作过程是(C)A．油面升高，R′变大，油量表示数变小B．油面降低，R′变大，油量表示数变大C．油面升高，R′变小，油量表示数变大D．油面降低，R′变小，油量表示数变大【解析】分析电流走向可知，变阻器R′与定值电阻R是串联在电路中。油面升高，浮标上升，浮标推动指针下移，滑动变阻器R′连入电路的电阻变小，则电路中的电流变大，即油量表指针示数越大，故A错误，C正确。油面降低，浮标位置下降，浮标推动指针上移，滑动变阻器R连入电路的电阻变大，则电路中的电流变小，油量表指针示数变小，故BD错误。5.如下图所示，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω2A”的字样。(1)20Ω表示的意思是___________________________，2A表示的意思是__________________。(2)当滑片在最左端时，电阻为__________Ω；滑片在最右端时，电阻为__________Ω；滑片在中间时，电阻为____________Ω。(3)将滑动变阻器连入电路中，它应与被控制的电路_____________联。(4)在连入电路前，应将滑片移至_____________(填“A”或“B”)端，这是为了____________________。【答案】（1）滑动变阻器的最大阻值是20Ω允许通过的最大电流是2A（2）20010（3）串（4）A保护电路【解析】（1）滑动变阻器的铭牌标有“20Ω2A”，表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω，允许通过的最大电流是2A。（2）此时滑片的右边电阻丝接入电路，故当滑片在最左端时，电阻最大是20Ω，滑片在最右端时，电阻为0；滑片在中间时，电阻为总电阻的一半，即为10Ω。（3）将滑动变阻器连入电路中，它应与被控制的电路串联；（4）在闭合开关前，滑片必须打到最大阻值处，在连入电路前，应将滑片移至A端，这是为了防止电流过大而保护电路。6.接线柱的滑动变阻器的结构示意图如图甲所示，将接线柱A、D接入电路时，滑片向右移动，接入电路的合金线________，接入电路的电阻值____________。若此变阻器铭牌标有“40Ω，0.5A”字样，表示这个变阻器电阻变化范围是___________Ω，允许通过的最大电流是__________A。滑片P移至中点时接入的阻值RAP＝___________Ω。将这个变阻器接入图乙所示的电路中，滑片P向左移动时，电路中的电流____________。【答案】变长变大0～400.520变大【解析】①当将接线柱A、D接入电路时，滑动变阻器的左侧接入电路，即接入电路的合金线是AP，则滑片右移时，滑片远离下端A接线柱，即滑动变阻器接入长度变长，所以接入电路的阻值将增大。②变阻器铭牌上标有“40Ω，0.5A”的字样，表示此变阻器的电阻变化范围是0～40Ω，允许通过的最大电流是0.5A。③滑动变阻器的最大阻值为40Ω，则滑片P移至中点时接入的阻值RAP=20Ω。④当P向左移动时，滑片远离下端B接线柱，因此变阻器连入电路的电阻变小，则电路中的流过的电流将变大。1．图甲是音响上的音量调节装置，其简化电路如图乙所示，需在M、N间接入一个滑动变阻器，使滑片P向右移动时电流减小，音量降低。下列连接方式中可行的是(D)1题图2题图A．M接A，N接BB．M接C，N接DC．M接A，N接DD．M接C，N接B【解析】滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的，它的正确接法是“一上一下”。哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的。若接左下接线柱，滑片向右移动，电阻变大，则电路中的电流变小；若接右下接线柱，滑片向左移动，电阻变大，则电路中的电流变小。滑片向右移动，电流表示数减小，则滑动变阻器接入电路的电阻值增大，所以应将A、C或B、C接入电路，故D正确。2．在上图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片向左滑动时(B)A．灯L1变亮，灯L2变暗B．灯L1变亮，灯L2不变C．灯L2变亮，灯L1变暗D．灯L1、L2都变亮【解析】由电路图可知，滑动变阻器与L1串联后与L2并联；并联电路各支路独立工作、互不影响，据此可知滑片移动时灯泡L2亮度的变化；当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知L1所在支路上的电阻变化，可知该灯泡中电流的变化以及亮度变化。3．下图是未连接完整的电路，若要求闭合开关后，滑动变阻器的滑片P向左移动时灯泡变亮，则下列接法符合要求的是(A)A．M接A，N接DB．M接B，N接CC．M接A，N接BD．M接C，N接D3题图4题图【解析】灯泡变亮，表明通过灯泡的电流变大，即电路中的电阻减小，故滑动变阻器的滑片P向左移动时，其接入的电阻是减小的，则滑片左侧的电阻丝应接入电路（即一定要接A接线柱），滑动变阻器采用“一上一下”的接法，故M接A，N接D或C。4．如图所示，甲为可调亮度台灯，乙为电位器的结构图，b与金属滑片相连，转动旋钮可调节灯泡亮度。下列分析正确的是(C)A．若只将a、c接入电路，则转动旋钮灯泡亮度改变B．若只将b、c接入电路，则转动旋钮灯泡亮度不变C．电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的D．电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度的【解析】A、若只将a、c接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故A错误；B、若只将b、c接入电路，滑片右边的电阻丝接入电路，转动旋钮，电阻丝连入电路的长度发生变化，电阻大小变化，电路的电流发生变化，灯泡的亮度发生变化，故B错误；CD、电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的，故C正确，D错误。5．如图所示，闭合开关，两只滑动变阻器的滑片P都向左滑动时，下列说法正确的是(D)A．L1和L2都变暗B．L1和L2都变亮C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮【解析】滑动变阻器在此电路中的作用：就是改变电路中电阻，从而改变电路中的电流，调节部分电路两端的电压。两电路图中灯泡均与滑动变阻器串联，但滑动变阻器在电路中的连接方法不同，前一个图中滑动变阻器通过使变阻器的左半部分短路，从而改变右半部分长度来改变电阻大小，后一个图中滑动变阻器是改变左半部分的长度来改变电阻。6．下图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是(C)A．B．C．D．【解析】A、如图，灯泡和滑动变阻器的下半段被导线短路，灯泡不亮，滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度。A不符合题意。B、滑动变阻器的上半段被短路，灯泡和滑动变阻器的下半段是并联的，灯泡两端电压始终等于电源电压，所以滑动变阻器不能改变灯泡的亮度。B不符合题意。C、滑动变阻器和灯泡是串联的，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电阻，改变电路中的电流，改变灯泡的亮度。C符合题意。D、灯泡和滑动变阻器都被导线短路，灯泡不能发光，滑动变阻器更不能调节灯泡的亮度。D不符合题意。7．下图所示的电路中，M、N是两个接线柱，准备连接滑动变阻器。(1)当A接M，D接N时，滑片向右移，电流表示数将________(填“变大”“变小”或“不变”，下同)。(2)当A接M，C接N时，滑片向左移，电流表示数将_________。(3)当A接M，B接N时，滑片向右移，电流表示数将__________。(4)当B接M，D接N时，滑片向左移，电流表示数将___________。【答案】（1）变小（2）变大（3）不变（4）变小【解析】滑动变阻器有四个接线柱，选择一上一下接线柱接入电路，滑动变阻器接入电路的部分取决于接入的下面接线柱。移动滑片时，改变连入电路的电阻丝的长度，改变连入电路电阻的大小。根据闭合电路欧姆定律判断电流的变化情况。（1）当A接M，D接N时，是AP段连入电路；滑片向右移，电阻增加，根据闭合电路欧姆定律，可知电流减小；（2）当A接M，C接N时，是AP段连入电路；滑片向左移，电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，可知电流增加；（3）当A接M，B接N时，是AB段连入电路；滑片向右移，电阻不变；根据闭合电路欧姆定律，可知电流不变；（4）当B接M，D接N时，是BP段连入电路；滑片向左移，电阻增大；根据闭合电路欧姆定律，可知电流减小。8．滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝的___________________来改变电阻的，某滑动变阻器上标有“200Ω1A”字样，其中“200Ω”指的是___________，“1A”指的是__________。【答案】有效长度最大阻值为200Ω允许通过的最大电流是1A【解析】（1）电阻大小的影响因素：长度、横截面积、材料。在材料和横截面积一定时，改变电阻的长度来改变电阻大小，总电压不变，从而改变了电路中的电流。（2）滑动变阻器标有“200Ω、1A”，意思指滑动变阻器的最大电阻值是200Ω；允许通过的最大电流值是1A。9．小明自制了一盏可调节亮度的台灯，电路图如图所示，请完成以下问题。(1)粗心的小明忘记把灯泡画上去，你认为灯泡应该画在_______(填“a、b”或“c、d”)之间。(2)连接电路过程中开关应该________。【答案】（1）a、b（2）断开【解析】（1）为了调节台灯的亮度，灯泡应该与滑动变阻器串联在一起，结合电路图可知，灯泡应该接在ab之间；（2）为保护电路，连接电路时开关要断开。10．如图所示的电路，下列分析正确的是(B)A．若M接C点，N接D点，则滑动变阻器与灯泡并联B．连接电路时，若M接C点，N接B点，则闭合开关前，滑片P应移动到最左端C．若M接C点，N接B点，闭合开关，滑片P向右移，则灯泡变暗D．若M接C点，N接D点，闭合开关，滑片P向右移，则灯泡变暗【解析】A、若M接C点，N接D点，滑动变阻器接入电路的电阻为0，只有灯泡接入电路中，故A错误；B、连接电路时，若M接C点，N接B点，闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的电阻最大，滑片P应移动到最左端，故B正确；C、若M接C点，N接B点，滑片右移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮，故C错误；D、若M接C点，N接D点，滑动变阻器接入电路的电阻为0，移动滑片，电阻不变，电流不变，灯泡亮度不变，故D错误。11．下图是利用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实物连接图。(1)在虚线框内画出相应的电路图。(2)在开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应该放在______(填“A”或“B”)端。(3)若要使灯泡变亮，滑片P应向_______(填“左”或“右”)端滑动，这时电流表的示数将_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)如果把滑动变阻器的A、D接线柱位置对调，对原电路及其滑动变阻器的调节规律是否有影响？请说明理由：____________________________________________________。【答案】（1）如答图所示（2）B（3）左变大（4）没有影响；因为接入电路的接线柱还是一上一下，且下接线柱仍为A【解析】（1）先确定电路的连接方式，再根据实物图画出正确的电路图；（2）为了保护电路，所以闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即B端；（3）灯泡变亮，由于灯泡中的电流变大，所以滑动变阻器接入电路的阻值减小，即向左端移动，电流表示数变大。（4）滑动变阻器的有四个接线柱，都接上面滑动变阻器被短路；都接下面接线柱滑动变阻器相当于定值电阻。所以接入电路时只能选择上面一个下面一个，且关键看下面的接线柱是哪一个。所以把A、D接线柱位置对调，下面仍接了A，对原电路及其滑动变阻器的调节规律没有影响。12．根据图中所给出的器材，按要求回答问