变阻器题型归类
变阻器题型归类
一、变阻器铭牌（规格）
变阻器的规格通常标注在铭牌上，内容为最大阻值和最大允许电流，如“10Ω，”。
表明该变阻器最大阻值为10Ω，最大允许通过电流为。在实际使用中由于接入电路的有效
阻值多大不确定，因此不能说只要电压不超过5V，变阻器就是安全的，例如当接入电路阻
值为1Ω时。变阻器两端电压即使为1V，也已经超出变阻器的最大允许电流了。
二、变阻器的原理及接线
1、变阻器（滑动）的原理：当导体材料、横截面积一定时，道题电阻与长度成正比。
2、变阻器的实物图、元件符号、结构图如图：
3、接线情况不同使用的有效阻值不同，但要使变阻器起到变阻作用必须“一上一下”
接线。
接线柱使用有效阻值滑片P向右滑动时阻值变化滑片P向左滑动时阻值变化
AC AP
阻值变大阻值变小AD AP
BC BP
阻值变小阻值变大BD BP
CD0不变不变
AB最大阻值不变不变
变阻规律：下接线柱起决定作用，P远离变大，P靠近变小
4、变形变阻器（电位器）
三、教材几个典型实验中的作用
变阻器的通式作用保护电路和调节电流，但在不同实验中具体作用（目的）不同
实验名称具体作用
探究“电流与电压的关系”改变导体两端的电压
探究“电流与电阻的关系”控制导体两端电压保持不变
“伏安法”测电阻改变导体中电流（导体两端电压）多次测量“伏安法”测功率控制导体两端实际电压与额定值的关系
四、典型例题
（一）变阻范围
1、如图1 所示的电路中，电源电压U=8V 且保持不变，
R1=6Ω，R2为最大阻值是50Ω的滑动变阻器，电流表的量程
为0～，电压表的量程为0～3V，为了保护电表，滑动变阻器
R2接入电路的阻值变化范围应是多少
2、如图2 所示的电路中，电源电压U= 且保持不变，电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2最大
阻值是20Ω，电流表的量程为0～，电压表的量程为0～3V，
为了保护电表，滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围应是
（）.
Ω～20Ω
Ω～10Ω
（二）电表变化
1、如图3 所示，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，电流表
和电压表的示数变化情况应是（）.
A.电压表、电流表示数都变大
B.电压表示数变大，电流表示数变小
C.电压表示数变小，电流表示数变大
D.电压表、电流表示数都变小
这类问题的通常解法是：
（1）根据题给的电路图确定电路的连接方式及电表所测量的对象；
（2）从变阻器接入电路的有效电阻变化判断总电阻的变化；
（3）根据电源电压不变及欧姆定律判断总电流的变化；
（4）结合串、并联电路的特点及欧姆定律判断各用电器中的电流和电压的变化. 在分析变阻器中的电流或电压变化时，一般应先分析其他定值电阻（或灯泡）中的电流或电压变化，再结合串、并联电路的特点分析它们的变化.
2、如图4 所示，电源的电压为6V保持不变，电阻R=5Ω，
变阻器R′的最大阻值是10Ω.求：（1）电流表示数的变化范围；
（2）电压表示数的变化范围.
这类问题的通常解法是：
先分别求出滑片P 在某两端时，电路中的电流和电压；再确定在滑片P 滑动过程中电流表和电压表变化范围
（三）实验设计
1、用伏安法侧未知电阻（约6Ω左右）的阻值，实验桌上备有以下规格的器材：电流表一个（量程0～或0～3A）、电压表一个（量程0～3V 或0～15V）、干电池三节（串联）、滑动变阻器（阻值为0～12Ω）、开关、导线、被测电阻.
1.画出实验电路图，并在图上标出电流表、电压表的“+”“-”接线柱.
2.该电路中，电流可变化的范围是.
3.若实验中要求电表指针不超过量程，又要使几次测量数据都偏过电表刻度的中线，电流表应选的量程是，电压表应选的量程是，为防止损坏电表，变阻器连入电路的阻值不得小于Ω.
这类问题的求解思路是：
审清题设条件和蕴含的条件；充分考虑到滑动变阻器的保护电路作用；对于滑动变阻器的最大和最小阻值的理解和应用要到位和正确.
（四）“伪”变阻
（五）变型变阻（磁敏、热敏、压敏、弹簧）
1、如图所示，R是磁敏电阻，它的阻值能随周围磁场的增强而增大，闭合开始S，当磁敏电阻R周围的磁场增强时（）
A、电流表示数变小
B、电压表示数变小
C、灯L变亮
D、电路总功率变大
2、某兴趣小组设计了一个火灾报警装置，其电路如图所示，R1、R3为定值电阻，热敏电阻R2的阻值随温度t变化的关系是R=100+（Ω），通过电压表
示数和灯泡亮度变化可监控R2所在处的火情．若R2所在处出现火
情，则（）
A．R2的阻值变小B．电压表示数变小
C．灯泡变亮 D．灯泡变暗
3、如图甲所示为某热敏电阻（电阻值随温度改变而改变，且对温度很敏感）的I-U关
系曲线图，在接有热敏电阻的图乙电路中，电源电压恒为8V，电流表读数为70mA，通过定值电阻R1的电流为40mA，由热敏电阻的I-U关系曲线可知热敏电阻两端的电压为 V，电阻R2的阻值为Ω
4、如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的气体（不计气
体的分子势能以及气缸和活塞间的摩擦）．将一个半导体NTC热敏电
阻R（随着温度的升高热敏电阻阻值减小）置于气缸中，热敏电阻R
与气缸外的电源E和电流表组成闭合电路，气缸和活塞与外界无热交换．现保持活塞位置不变，当发现电流表的读数增大时，下列说法正确的是（）
A．气体的密度增大
B．气体的压强不变
C．气体分子的平均动能增大
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数不变
5、压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，
某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装
置，其工作原理如图（甲）所示，将压敏电阻和一
块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重
球．小车向右做匀速直线运动过程中，电流表示数如图（乙）所示，当小车向左做匀速运动时，能正确表示电流表示数的图象是（）
6、压敏电阻的阻值随所受压力
的增大而减小，某位同学利用压敏
电阻设计了判断小车运动状态的装
置，其工作原理如图甲所示，将压
敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车
上，中间放置一个绝缘重球．在小
车向右做直线运动的过程中，电流表的示数如图乙所示．下列判断正确的是（）A．小车先做加速运动，后做匀速直线运动
B．小车先做加速度增大的加速运动，后做匀加速直线运动
C．小车先做加速度减小的加速运动，后做匀加速直线运动
D．小车先做加速度增大的加速运动，后做匀速
直线运动
7、压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减
小，某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运动
状态的装置，其装置示意图如图甲所示．将压敏电
阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为Uo，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示，下列判断中正确的是（）A．乙图表示电梯可能做匀速下降
B．乙图表示电梯可能匀减速下降
C．乙图表示电梯可能变减速上升
D．乙图表示电梯可能变减速下降
（六）综合题
1、如图为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图，
其中定值电阻R1=6?，电源电压恒为，R2的规格为“15? ”，电压表量
程为0～3V，电流表量程为0～，闭合S：
（1）当被测身高较矮时，电流表的示数（选填“变大”、“变小”或“不变”）．（2）当R2接入电路中的电阻为时，电压表的示数是．
（3）为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是．
2、热敏电阻的阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感．的阻值在特定温度时会发生急剧变化，它在笔记本电脑、自动控制系统等方面有多种用途．如甲电路图，电源电压是7伏，当闭合开关S，电压表示数如乙图所示．的电流随电压变化I-U关系如丙图所示．
（1）两端的电压；
（2）电阻R的值．
3、小阳利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计，磁铁固定在自行车的辐条上，磁敏电阻固定在自行车的后车架上，安装示意图如图甲，工作电路如图乙，已知电源电压为6V恒定不变．当磁铁与磁敏电阻Rs靠得最近时阻值为200Ω，磁铁与磁敏电阻Rs离得最远时阻值为400Ω，靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化；当R0两端电压不低于时电子计数器就能有效计数，低于就不能产生计数，车轮每转动一圈就计数一次．为保证电子计数器有效工作，电阻R0最小阻值为Ω．
4、巨磁电阻效应
1988年阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名
为“巨磁电阻效应”．
更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三
层膜都具有“巨磁电阻效应”．组成三层膜的两种金属
中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．
进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时．用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的
复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图所
示．
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息．
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是____________．
A．铜、银；B．铁、铜；C．铜、铝；D．铁、镍．
(2)对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是时，这种复合膜电阻____________(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”．
(3)“新型读出磁头”可将微弱的____________信息转化为
电信息．
(4)铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻
R比未加磁场时的电阻R0____________(选填“大”或“小”)得多．
(5)如图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域．将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是下图中的____________．
5、PTC热敏电阻是一
种新型的半导体陶瓷材
料，图1是某种PTC材料
的R-T图象．某校为了节
约空调用电特设计了如图
2所示的热敏电阻和电磁
继电器组成的控制电
路．请回答下列问题：
（1）请分析为什么空调电路应该接在A、B端，而不能接在C、D端
（2）若已知电磁继电器的线圈的电阻为10Ω（视为纯电阻），左边电源电压为6V，由测定得当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边电路断开．若要求当室温28℃时，空调停止工作，结合图1的R-T图象求出此时控制电路中的电阻箱应调到多大阻值
6、电阻
电阻器是敏感元件的一类，按照温度特性不同分为正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）．PTC电阻器在温度越高时电阻值越大，NTC电阻器在温度越高时电阻值越低．
目前普遍使用的电阻器中有陶瓷电阻器和有机材料电阻器．图甲、乙分别为这两种电阻的阻温曲线图．
电阻常用在过流保护上．室温下电阻较小，而当电路因短路或过载故障而出现过大电流时，电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过一定值（转变点）时，电阻瞬间剧增，回路中的电流迅速减小到安全值而起保护作用．当故障排除后，电阻还可正常使用，所以其又经常被人们称为自恢复保险丝．当温度超过转变点温度时，电阻随温度变化更大的更适宜制作自恢复保险丝．
电阻还可用在温度控制及温度补偿上．生活中的电蚊香加热器（如图丙）就是采用图甲所示的陶瓷电阻代替电热丝作为恒温加热器的．它的工作原理如图丁，当把电蚊香片放入后，接上电源即可对其加热驱蚊、灭蚊．航天器在太空工作，当进入地球阴影时温度会急剧降低，航天器上的一些金属电阻元件的阻值会减小，而当太阳直射时温度又会升得很高，它们的阻值会增大．这一问题对于需要精确工作的航天器而言，常常是致命的伤害．为了防止这一现象的发生，可以串联一个电阻对其进行补偿．
（1）图甲中的陶瓷电阻在温度低
于170℃时具有（选填
“PTC”、“NTC”）效应．图乙中的有机
材料电阻属于（选填“PTC”、“NTC”）电阻．
（2）航天器在太空工作，需给金属电阻元件串联一个（选填“陶瓷”、“有机材料”或“NTC”）电阻对其进行补偿．
（3）在电路正常时，自恢复保险丝消耗的电功率很
（4）制作自恢复保险丝适宜选择（选填“陶瓷”、“有机材料”或“NTC”）电阻．
（5）当将图丙所示的电蚊香加热器接入电路后，其功率随时间变化的图象最可能的是
7、如图1所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置，其中R．为定值电阻，R 为，其阻值随所受压力变化的图象如图2所示．油量表由量程为0～3V的电压表改装而成，R能够承受的最大压力为800N．电源电压保持6V不变，受到最大压力时，电压表的示数达到最大值．（g取10N/kg）求：
（1）则定值电阻R0的阻值为多大
（2）当R所受压力为400N时，电压表示数是多大