高中物理3-1滑动变阻器的两种接法讨论和练习题

高中物理3-1滑动变阻器的两种接法讨论和练习题

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：

①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。 ②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。 ③两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

①Rx 电压调节范围0≤Ux ≤E 。

②开关闭合前，P 应在a 端。 分压接法的选用原则： ①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。

②待测电阻Rx 远大于R ，且要求电压变化范围较大时。

③采用限流接法时，电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 Ω的电阻 Rx ，现备有下列器材： A ．电流表(量程 100 μA ，内阻约 2 k Ω)； B ．电流表(量程 500 μA ，内阻约 300 Ω)； C ．电压表(量程 15 V ，内阻约 100 k Ω)； D ．电压表(量程 50 V ，内阻约 500 k Ω)； 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 Ω，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：

①____________________________________________； ②____________________________________________。

[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10Ω，其结构如图实－7－9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0～0.6 A ，内阻约0.2 Ω)

B ．电流表(量程0～3 A ，内阻约0.03 Ω)

C ．电压表(量程0～3 V ，内阻约30 k Ω)

D ．电压表(量程0～15 V ，内阻约150 k Ω)

E ．滑动变阻器(最大值为2 Ω)

F ．滑动变阻器(最大值为20 Ω)

G ．滑动变阻器(最大值为200 Ω) H ．学生电源(4 V) I ．螺旋测微器 J ．游标卡尺 实验主要步骤：

(0)x ERx

U E r Rx R ≤≤=+S a R

E

Rx P 图3 R P a S E

图1

(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ρ，则碳膜厚度的表达式为：d＝________(用R、

D、L、ρ表示)。

例3．分别用图实－7－10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 kΩB．略小于750 Ω

C．略大于1 kΩ D．略大于750 Ω

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r1＝5 Ω)；电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 Ω)；电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；定值电阻R0(5 Ω)；

滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0～250 Ω，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－8－5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－8－5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．直流电源6 V(内阻不计)

B．直流电流表0～3 A(内阻0.1 Ω以下)

C．直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω)

D．直流电压表0～10 V(内阻约为15 kΩ)

E．滑动变阻器10 Ω，2 A

F．滑动变阻器1 kΩ，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－6－14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5Ω的电阻R x的阻值。

（1）现有电源（4V ，内阻可不计）、滑动变阻器（0-50Ω，额定电流2A ），开关和导线若

干，以及下列电表：

A 、电流表（0－3A ，内阻约0.025）

B 、电流表（0－0.6A ，内阻约0.125Ω）

C 、电压表（0－3V ，内阻约3kΩ）

D 、电压表（0－15V ，内阻约15kΩ）

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）

（2）图2是测量R x

的的电路图，补充完成图2（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R x =U

I

= Ω（保留两位有效数字）

（4）若在（1）问中选用甲电路，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R x 的电流值 B 、电流表测量值大于流经R x 的电流值 C 、电压表测量值小于R x 两端的电压值 D 、电压表测量值大于R x 两端的电压值

甲

乙

图1

图3