16欧姆定理七-滑动变阻器作用专项及电路故障分析（原卷版）

十六、欧姆定理七滑动变阻器的作用专项及电路故障分析知识导航知识导航知识点1滑动变阻器1．原理：改变导体的长度来改变电阻。2．构造：如下图所示3．作用：调节滑片，可改变接入电路中电阻的大小，从而改变电路中的电流，及部分电路中的电压；另外还能保护电路4．电路符号：5．连接方式：一上一下。知识点2滑动变阻器常见考法1．如何调节滑动变阻器2．如何选用滑动变阻器3．找出错误数据及错误原因4．实验是否能完成及不能完成的原因5．如何改进A．改变电阻B．改变电压滑动变阻器的作用滑动变阻器的作用1．小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用如图所示的电路进行实验，可供选择的定值电阻分别为2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，滑动变阻器的规格为“15Ω1A”。（1）排除故障后，小明实验前预设电压表示数为2V不变。为了电路安全，小明不能选用的定值电阻为Ω．某次实验时，将10Ω电阻换成15Ω后，他下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向（选填“A”或“B”）端移动，同时眼睛盯着（选填“电流表”或“电压表”）。（2）小明分析：若预设电压表示数越大，那么滑动变阻器移动范围越（选填“大”或“小”）。若电源更换为可调电压电源，但仍预设电压表示数为2V不变，为了保证可用定值电阻均能正常进行实验，则该电源电压应该控制在V～V之间。2．小明用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。所用电源为可连续调节输出电压且可以显示电压值的新型学生电源，滑动变阻器的规格为“10Ω1A”，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。实验序号12345电阻R/Ω510201525电流I/A0.40.20.1（1）进行第4次实验时，小明用15Ω定值电阻代替20Ω，直接读出电流表示数如图乙所示。由此可知：小明实验时电源电压是调节为V输出的。为保证实验探究的合理性，小明应在将滑动变阻器的滑片调至第3次实验时滑片位置的侧（左/右）。（2）继续完成第5次实验时，小明将滑动变阻器调到最大值时，依然无法达到实验要求。为完成实验，小明可以A．将电源电压调至2.5VB．把变阻器换为“15Ω1A”的规格再重新调节C．将电源电压调至3.8VD．把变阻器换为“5Ω1A”的规格，再重新调节【变式练习】1．小颖利用如图甲所示电路测小灯泡的额定功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源（电压为3V）、电流表、电压表、开关各一个、导线若干，滑动变阻器三只：R1（10Ω1A）、R2（50Ω0.5A）、R3（100Ω0.3A）。（1）灯泡的额定功率测量完毕，小颖用5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，保持定值电阻两端电压为2V不变，为完成以上四组实验，小颖应选用滑动变阻器（选填“R1”、“R2”或“R3”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为10Ω，则所选定值电阻的阻值为Ω。2．志刚同学在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。（1）为了研究电流和电阻的关系，志刚找到几个定值电阻，阻值分别是10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，他用10Ω的电阻替换电路中的小灯泡，移动滑片使电压表示数为2.4V，记录电流表示数，换上15Ω的电阻，移动滑片，最终电流表的示数为A；要完成研究电流与电阻的关系的实验，滑动变阻器的最大阻值至少为Ω。3．小乐同学按图甲所示的电路图，探究“小灯泡的亮度和实际电功率的关系”。可用器材：标有“2.5V”字样的灯泡、电压恒为4.5V的电源、滑动变阻器R1“20Ω1A”、R2“50Ω1A”、R3“100Ω0.1A”、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）（1）同组的小越还想探究“电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将电路中的小灯泡换成阻值分别为10Ω、8Ω、5Ω、2Ω的定值电阻，滑动变阻器选用R1“20Ω1A”，电流表量程改接为0～3A，其余连接不变。在实验中，将定值电阻依次接入电路，调节滑动变阻器（接入阻值不为零）使定值电阻两端的电压保持U0不变，为了能够顺利得到4组I、R数据，该电压U0的取值范围是。4．按图示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验。所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）。（1）为了探究电流和电阻的关系，霄霄同学找到几个定值电阻，阻值分别是10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω，且保持电压表的示数为3.8V不变。当用40Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到3.8V，聪明的霄霄想到了解决办法，若要顺利完成研究电流和电阻关系的实验她可以怎么办？。5．小宜同学做“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压恒定为6V，标有“2.5V”字样的待测小灯泡，正常发光时的电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“50Ω1A”。（1）另外一位同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在实验过程中，当A、B两点间的电阻有5Ω变为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是A、保持变阻器滑片不动B、将变阻器滑片适当左移C、将变阻器滑片适当右移D、将电池个数增加（2）在不更换其他器材的情况下，为能够完成实验，他更换的定值电阻R不能大于Ω。6．小华学了电学知识后，设计了如图14（a）所示的电路，想要测量额定电压为2.5V小灯泡的I与U的关系，小华找来了实验器材并连接了部分实物电路如图（b），其中电源用的是2节干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω1A”，他所测得的数据如表所示：实验次数123456U/V0.200.801.402.002.502.90I/A0.020.080.140.180.200.22（1）聪明的小豆说，小华的数据中有一组是杜撰的，你觉得是哪次实验数据？第次，理由是。电路故障分析电路故障分析1．如图所示，当开关闭合时，灯L1、L2都不亮，电流表无示数，但电压表示数较大。可能的故障是（）A．L1断路 B．L2断路 C．L2短路 D．L1短路2．如图所示电路中闭合开关后，电路正常工作，一段时间后，灯泡突然熄灭，且一个电表示数变大，另一个电表示数变小，小明提出了如下可能的故障：①灯泡L开路；②灯泡L短路；③电阻R开路；④电阻R短路。请你分析故障可能是（）A．①③ B．②④ C．②③ D．③【变式练习】1．如图所示，闭合开关S后，灯泡L没有发光，电流表和电压表的示数均为0．若电路中只有一处故障，则可能的故障是（）A．灯泡L断路 B．电阻R断路 C．灯泡L短路 D．电阻R短路2．如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，当开关S闭合后，灯L不发光，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，对于此电路可能故障的判断，下列说法中正确的是（）A．灯L断路 B．R1短路 C．R2短路 D．灯L短路3．如图所示的实验电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表有示数但无明显变化，电流表有示数并且有变化，小灯泡不亮。则可能的故障原因是（）A．小灯泡断路 B．小灯泡短路 C．变阻器短路 D．变阻器断路4．如图所示S闭合后，L1、L2都发光，两个电表都有示数，突然一盏灯亮，一盏灯不亮，且电表示数都变为0，则该电路中可能故障是（）A．电压表短路 B．电流表断路 C．L2短路 D．L2断路5．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1和L2都正常发光，一段时间后，一盏灯突然熄灭，而电压表和电流表示数都不变，则故障原因可能是（）A．灯L1短路 B．灯L2断路 C．灯L1断路 D．灯L2短路6．如图所示电路，电源电压保持不变，三只电表均完好。开关S闭合后，发现只有两个电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是（