1、難點(diǎn)12 滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分析圖12-1滑動(dòng)變阻器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的儀器，近幾年高考電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)命題對(duì)其應(yīng)用多次直接或滲透考查.如何選擇滑動(dòng)變阻器的接法設(shè)計(jì)控制電路仍是歷屆考生應(yīng)考的難點(diǎn).難點(diǎn)展臺(tái)1.（）如圖12-1所示，滑動(dòng)變阻器電阻最大值為r，負(fù)載電阻r1=r，電源電動(dòng)勢(shì)為e,內(nèi)阻不計(jì).（1）當(dāng)k斷開(kāi)，滑動(dòng)頭c移動(dòng)時(shí)，r1兩端的電壓范圍是多少？（2）當(dāng)k接通，滑動(dòng)頭c移動(dòng)時(shí)，r1兩端的電壓范圍是多少？（3）設(shè)r的長(zhǎng)度ab=l,r上單位長(zhǎng)度的電阻各處相同，a、c間長(zhǎng)度為x，當(dāng)k接通后，加在r1上的電壓u1與x的關(guān)系如何？2.（）用伏安法測(cè)金屬電阻rx（約為5 ）的值，已知電流表內(nèi)阻為1 ,量

2、程為0.6 a,電壓表內(nèi)阻為幾k，量程為3 v，電源電動(dòng)勢(shì)為9 v，滑動(dòng)變阻器的阻值為06，額定電流為5 a，試畫(huà)出測(cè)量rx的原理圖.案例探究例1（）用伏安法測(cè)量某一電阻rx阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：待測(cè)電阻rx（阻值約5 ,額定功率為1 w）；電流表a1（量程00.6 a,內(nèi)阻0.2 ）;電流表a2（量程03 a，內(nèi)阻0.05 ）;電壓表v1（量程03 v，內(nèi)阻3 k）;電壓表v2（量程015 v，內(nèi)阻15 k）;滑動(dòng)變阻器r0（050 ）,蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為6 v）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線.為了較準(zhǔn)確測(cè)量rx阻值，電壓表、電流表應(yīng)選_，并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.命題意圖：考查準(zhǔn)確選擇實(shí)驗(yàn)儀器及據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)合理電

3、路的實(shí)驗(yàn)水平.b級(jí)要求. 錯(cuò)解分析：沒(méi)能據(jù)安全性、準(zhǔn)確性原則選擇a1和v1，忽視了節(jié)能、方便的原則，采用了變阻器的分壓接法.解題方法與技巧：由待測(cè)電阻rx額定功率和阻值的大約值，能夠計(jì)算待測(cè)電阻rx的額定電壓、額定電流的值約為u=2.2 v,i=0.45 a.則電流表應(yīng)選a1，電壓表應(yīng)選v1.圖12-2又因=24.5 rx，則電流表必須外接.因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的全阻值大于被測(cè)電阻rx，故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法，若用限流接法，則被測(cè)電阻rx上的最小電流為imin=0.11 ai額，故可用限流電路.電路如圖12-2所示.錦囊妙計(jì)高考資源網(wǎng)，圖12-3一、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的特點(diǎn)圖12

4、-3所示的兩種電路中，滑動(dòng)變阻器（最大阻值為r0）對(duì)負(fù)載rl的電壓、電流強(qiáng)度都起控制調(diào)節(jié)作用，通常把圖12-3（a）電路稱(chēng)為限流接法，圖12-3（b）電路稱(chēng)為分壓接法.負(fù)載rl上電壓調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻）負(fù)載rl上電流調(diào)節(jié)范圍（忽略電源內(nèi)阻）相同條件下電路消耗的總功率限流接法euleileil分壓接法0ule0ile（il+iap）比較分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大分壓電路調(diào)節(jié)范圍較大限流電路能耗較小其中，在限流電路中，通rl的電流il=，當(dāng)r0rl時(shí)il主要取決于r0的變化，當(dāng)r0rl時(shí)，il主要取決于rl，特別是當(dāng)r0<<rl時(shí)，無(wú)論怎樣改變r(jià)0的大小，也不會(huì)使il有較大變化.在分壓電

5、路中，不論r0的大小如何，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭p的位置，都能夠使il有明顯的變化.二、滑動(dòng)變阻器的限流接法與分壓接法的選擇方法滑動(dòng)變阻器以何種接法接入電路，應(yīng)遵循安全性、精確性、節(jié)能性、方便性原則綜合考慮，靈活擇取.1.下列三種情況必須選用分壓式接法（1）要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓接法.（2）當(dāng)用電器的電阻rl遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值r0，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大（或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法.因?yàn)榘磮D12-3（b）連接時(shí)，因rl>>r0rap,所以rl與rap的并

6、聯(lián)值r并rap，而整個(gè)電路的總阻約為r0，那么rl兩端電壓ul= ir并=·rap，顯然ulrap,且rap越小，這種線性關(guān)系越好，電表的變化越平穩(wěn)均勻，越便于觀察和操作.（3）若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過(guò)rl的額定值時(shí)，只能采用分壓接法.2.下列情況可選用限流式接法（1）測(cè)量時(shí)電路電流或電壓沒(méi)有要求從零開(kāi)始連續(xù)調(diào)節(jié)，僅僅小范圍內(nèi)測(cè)量，且rl與r0接近或rl略小于r0，采用限流式接法.（2）電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式接法.圖124（3）沒(méi)有極大的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)

7、便和節(jié)能因素采用限流式接法.殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.（）（2002年上海）在如圖所示12-4所示電路中，當(dāng)變阻器r3的滑動(dòng)頭p向b端移動(dòng)時(shí)a.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小b.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大c.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大圖12-5d.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小2.（）如圖12-5所示，當(dāng)變阻器r2的觸頭p向右滑動(dòng)時(shí)，有a.電容器c內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度增大 b.電壓表示數(shù)增大c.r1上消耗的功率增大d.電源輸出的功率一定增大圖12-63.（）如圖12-6所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為e,內(nèi)電阻為r,r1和r2為定值電阻，r3為可變電阻，當(dāng)r3的滑動(dòng)頭p由a向b端滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表v1、v2和電流

8、表a1、a2的讀數(shù)如何變化？4.（）將量程為100a的電流表改裝成量程為1 ma的電流表，并用一標(biāo)準(zhǔn)電流表與改裝后的電流表串聯(lián)，對(duì)它實(shí)行校準(zhǔn).校準(zhǔn)時(shí)要求通過(guò)電流表的電流能從零連續(xù)調(diào)到1 ma，試按實(shí)驗(yàn)要求畫(huà)出電路圖.圖12-75.（）如圖12-7所示，電源電動(dòng)勢(shì)e=12 v,內(nèi)阻r= 0.5 ,r1=2 ,r2=3 ,滑動(dòng)變阻器的總電阻r0=5 ,試分析：在滑動(dòng)片k從a端移至b端的過(guò)程中，電流表a的示數(shù)如何變化?6.（）用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的器材規(guī)格如下：待測(cè)電阻rx（約100 ）;直流電流表（量程010 ma、內(nèi)阻50 ）;直流電壓表（量程03 v、內(nèi)阻5 k）;直流電源（輸出電壓4 v、內(nèi)阻不計(jì)）；滑動(dòng)變阻器（015 、允許最大電流1 a）；開(kāi)關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干.根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.參考答案難點(diǎn)展臺(tái)1.（1）u1e （2）0u1e（3）u1=ir并，r并=,i= 得：u1=2.如圖121圖121殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.b 2.a、b3.v1示數(shù)減小 v2示數(shù)增加 a1示數(shù)增大 a2示數(shù)減小4.如圖122圖1225.電流表示數(shù)由大變小，然后由小變大.6.用伏安法測(cè)量電阻