关于滑动变阻器的题型.docx
《关于滑动变阻器的题型.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《关于滑动变阻器的题型.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
关于滑动变阻器的题型
关于滑动变阻器的一些常识(不可轻视)
例1、在下面的四个图中,电源电压不变,利用滑动变阻器调节电灯能使其从亮到熄灭的正确电路是:
D
分析:
首先,我们要注意题意所说的“从亮到熄灭”这四个字。
既要满足这四个字,又要使电路不能出现短路或烧毁电源等故障。
对于A项,当滑片P向左滑动时,确实可能使电灯L调到熄灭,但是P滑到最左端时,在灯泡熄灭的同时,整个电路就要发生短路,电源会被烧毁。
对于B项,从图中可以看出,无论怎样移动滑片,电灯L只做明亮或暗淡的变化,绝对不会熄灭。
对于C项,滑片P滑到最右端时,电灯L会熄灭,但电源也会短路,会烧毁。
滑片P滑到最左端时,灯泡会因为短路而不亮。
无论怎样滑,灯都不会亮。
对于D项,当滑片P移到最右端时,导线将电灯L短路,电灯就要熄灭。
例2、如下图所示,是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案中,你认为可能达到目的的方案是:
C
分析:
题中要用滑动变阻器调节灯泡的亮度,又不能使电路出现差错,对于A项,无论滑片在最下面,中间,还是最上面,无论怎样移动滑片,灯泡都被短路,不会亮,所以可以排除A项。
对于D项,无论怎样移动滑片,滑动变阻器和灯泡都被短路,灯泡都不会亮。
对于B项,滑动变阻器采用了三个接线柱,由B图可知,滑动变阻器连入电路的部分与灯泡并联,灯泡的亮度不会发生改变。
所以也可排除B项。
而且,B图中滑片滑到最下端时,灯泡可能被短路,电源会烧坏。
例3、滑动变阻器的两大用途(限甲图流,乙图分压)
甲
乙
在甲图中,当滑片P在最左端时,R1两端的电压最大,当滑片P在最右端时,R1两端的电压最小,这个最小值为U÷(R+R1)×R1
在乙图中,当滑片P在最左端时,R1两端的电压为电源电压,当滑片P在最右端时,R1两端的电压为0,很显然,图乙的连接方式可以使电阻R1两端的电压调节范围更广,可以使R1两端电压的调节效果更明显。
例4、用滑动变阻器可以控制通过电路中某一电阻
的电流,那么,是否能够控制这个电阻两端的电
压呢?
请你设计出一个电路,试一试。
分析:
当将滑动变阻器的一部分与电阻R1并联时,
就可以控制R1两端的电压大小。
(实际电路如右图所示)
例5、我们都知道,当把滑动变阻器连入电路中时,可以通过移动滑片来改变电路中的电阻,从而改变电路中的电流,使连在电路中的灯泡变亮或者变暗,那么,能做到使一个灯泡变亮的同时另一个灯泡变暗吗?
想一想,试着作出电路图。
(左图为限流式,右图为分压式)
分析:
在左图中,滑片将变阻器分成R1和R2两个部分,灯L1和L2在两个支路里,当滑片P向右移动时,与灯L1串联的R1增大,因而通过灯L1的电流反而减小,灯L1变暗,与灯L2串联的电阻R2减小,因而通过L2的电流增大,灯L2变亮。
在右图中,滑片向右移动时,R1变大,分压变大,灯L1变亮。
R2变小,分压变小,灯L2变暗。
欧姆定律一章中的滑动变阻器题型
例1、如图所示电路,电源电压为9V,R1=7Ω,滑动
变阻器R2的最大阻值为30Ω,若电流表采用0至0.6A
量程,电压表采用0至3V量程,为了不使电流表和电
压表损坏,求滑动变阻器R2的取值范围。
解:
(1)要保证两表都不损坏,应该先确定以哪只表为
最低标准,当电压表示数为3V时,设整个电路中的电
流为I3,则I3=3V÷7Ω≈0.43A,电流表不会烧坏。
当电流表的示数是0.6A时,R1两端的电压为U1′,则:
U1′=0.6A×7Ω=4.2V
此时不符合题意,电压表超过量程,可能会烧坏。
经过上述计算,现在只能取电压表的最大量程3V为依据,当电压表的最大量程为3V时,滑动变阻器两端的电压最小,设R2两端的最小电压为U2′,则:
U2′=9V-3V=6V,设滑动变阻器接入电路的最小电阻为R2′,则根据欧姆定律,可得:
U1÷R1=U2′÷R2′,所以R2′=U2′×R1÷U1=6V×7Ω÷3V=14Ω
故滑动变阻器R2的取值范围为14Ω至30Ω
注意:
例1和例2是不同的,电压表测的对象不一样!
例2、如图所示,电流表量程为0至0.6A,电压表量程为0至15V,电阻R1=30Ω,电源电压24V恒定不变,当滑动变阻器连入电路的电阻太小时,电路中电流会超过电流表量程,当滑动变阻器R2连入电路
的电阻太大时,R2两端的电压会超过电压表的量程。
求:
在不超过电流表、电压表量程的情况下,滑动变
阻器连入电路的电阻的变化范围。
解法一:
设滑动变阻器连入电路的电阻为R,我们使
用一个简章的方法来列一个不等式方程组,如下:
24V÷(R+R1)≤0.6A
(1)
[24V÷(R+R1)]×R≤15V
(2)
代入R1=30Ω,解
(1)
(2)两个方程组可得10Ω≤R≤50Ω
注意:
不能把
(2)式列成:
0.6×R≤15V。
因为当电压表的示数为15V时,电流表的示数不一定为0.6A
解法二:
当电流表的示数最大时,R2连入电路中的电阻最小,设最小值为R3,
当电压表的示数最大时,R2连入电路中的电阻最大,设最大值为R4,则:
当I=0.6A时,U=I(R3+R1),R3=U÷I-R1=24V÷0.6A-30Ω=10Ω
当电压表的最大示数U2为15V时,设此时电路的电流为I2,则:
I2=U2÷R4=(U-U2)÷R1=(24V-15V)÷30Ω=0.3A
R4=U2÷I2=15V÷0.3A=50Ω
例3、如图所示,电源两端电压不变。
闭合开关,滑动变阻器滑片P在某两点之间滑动时,电流表的示数在1A—2A之间变化。
电压表示数在6V—9V之间变化。
则定值电阻R的阻值及电源两端的电压分别是 C
A.3Ω15VB.6Ω15V
C.3Ω12VD.6Ω12V
解:
设电源电压为U,定值电阻的阻值为R,则:
(U-9V)÷R=1安
(1)
(U-6V)÷R=2安
(2)
解
(1)和
(2)两个二元一次方程,可得
R=3Ω,U=12V
例4、如图所示,电源两端电压不变,当开关S闭合后,移动滑片P,改变滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数从6V变至2V,同时观察到电流表的示数从0.5A变至1A,则定值电阻R0的阻值和电源
电压分别为:
8Ω、10V
解:
设电源电压为U,R1的阻值为R,则:
(U-6V)÷R=0.5A
(1)
(U-2V)÷R=1A
(2)
解
(1)和
(2)两个二元一次方程,可得
R=8Ω,U=10V
例5、滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在1A至2A之间,电压表的示数范围在6V至9V之间,则定值电阻R的阻值及电源电压分别是:
3Ω、12V
解:
1A与9V是对应的,2A与6V是对应的,
设电源电压为U,定值电阻的阻值为R,则:
R=(U-9V)÷1A
(1)
R=(U-6V)÷2A
(2)
解
(1)
(2)两式可得R=3Ω,U=12V
例6、如图所示,电源两端电压不变,当开关
S闭合后,移动滑片P,当滑动变阻器接入电路的阻值为R∕4时,电压表的示数为6V,当滑动变阻器接入电路的阻值为R时,电压表的示数为3V,则前后两次通过定值电阻R0的电流之比为(2:
1),电源电压为(9V)
解法一:
设第一次电流为I1,第二次电流为I2,则:
I1=6V÷R0
(1)
I2=3V÷R0
(2)
由
(1)、
(2)两式可得:
I1:
I2=2:
1
当变阻器接入电路中的电阻为R∕4时,R0两端的
电压为6伏,设此时电路中的电流为I1,电源电压为
U总,则:
I1=6V÷R0,U总=6V+I1×(R∕4)=6V+(6V÷R0)×(R∕4)
当变阻器接入电路中的电阻为R时,R0两端的电压为3伏,设此时电路中的电流为I2,电源电压为U总,则:
I2=3V÷R0,
U总=3V+I2×R=3V+(3V÷R0)×R,又因为两次电压相等,即:
6V+(6V÷R0)×(R∕4)=3V+(3V÷R0)×R,可推出R:
R0=2:
1
U总=3V+(3V÷R0)×R=9V
求第二步时运用了(两次电压相等这一规律)(解此题时不要昏了头)
解法二(更简单,更直观):
设电源为U,则:
(U-6)÷(R∕4):
(U-3)÷R=2:
1,求得U=9V
例7、如图所示,电压U=8V保持不变,R1=12Ω,滑动变阻器的滑片P从一端到另一端的过程中,电压表的示数从3V变到6V,则R2的阻值为(4)Ω,滑动变阻器的最大阻值为(16)Ω
解:
根据题意可知:
R1×[U÷(R1+R2)]:
R1×[U÷(R1+R2+R3)]=6:
3
经过化简后得:
12+R2=R3
(1)
又因为:
R1×[U÷(R1+R2)]=6V,代入数值,即:
12+R2=16
(2)
联立
(1)
(2)两式可得:
R2=4Ω,R3=16Ω
例8、如图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在B端时,电压表示数为9V,电流表示数为0.15A,滑片P在中点C时电压表的示数为6V,求:
(1)滑动变阻器R1的最大阻值
(2)电源电压和R2的阻值
解:
当滑片P在B点时,滑动变阻器连入电路的阻值最
大,此时R1=9V÷0.15A=60Ω
(2)滑片P在中点C时,设电路中的电流为I2,则:
I2=6V÷(60Ω÷2)=0.2A
此时电源电压U=I2×《(R1÷2)+R2》
(1)
又因为P在B点时,有:
U=9V+0.15A×R2
(2)
联立
(1)、
(2)两个二元一次方程,解得:
U=18V,R2=60Ω
(解本题充分利用了电压相等这一特点)
例9、如图所示,电源电压保持不变,R1为阻值不变的定值电阻。
当开关S闭合后,滑动变阻器R2的滑片P移到B端时,R2接入电路的电阻为60Ω,此时电压表示数为5.6V,向左移动滑片P使R2接入电路的电阻为30Ω时,电压表示数为8V,求电源电压和R1的阻值。
解:
设电源电压为U,当变阻器R2接入电路的电阻为
60Ω时,R1两端的电压为U1=5.6V,则R2两端的
电压为U-U1,根据串联电路的电流相等这一特点得:
U1÷R1=(U-U1)÷R2,即:
5.6V÷R1=(U-5.6V)÷60Ω
(1)
当变阻器接入电路的电阻为30Ω时,有:
8V÷R1=(U-8V)÷30Ω
(2)
联立
(1)、
(2)两个二元一次方程,解得:
U=14V, R1=40Ω
例10、如图所示,R1是0至50Ω的滑动变阻器,电流
表A1的量程是0至0.6A,A2量程是0至3A,电阻
R2=3.6Ω,电源电压为9V并保持不变,闭合开关后,
为了使两电流表都能正常工作,变阻器连入电路中的
阻值变化范围是:
18Ω至50Ω
解:
设通过R2的电流为I2,通过R1的电流为I1,A2测的
是干路中的电流,设为I,则I=I1+I2,由欧姆定律可得:
I2=U÷R2=9V÷3.6Ω=2.5A,由此可知通过R1的电流不能超过
3A-2.5A=0.5A,所以R1接入电路中的电阻的最小值为U÷0.5A=18Ω
想一想:
如果R1超过了18Ω,则通过R1的电流一定会小于0.5A,R1接入电路中的电阻越大,则通过A1的电流就会越小。
例11、如图所示,R1=10Ω,R2<R1,R3=0至20Ω,当滑动变阻器的滑片P在a端时,电流表示数为0.36A,那么当滑动变阻器的滑片P在b端时,电流表的示数可能是:
A
A、0.16A B、0.26A C、0.36A D、0.46A
解:
当P在a端时,只有R1和R2接入电路,设此时电路中的电流为I1,则:
I1=U÷(R1+R2)=U÷(10Ω+R2)=0.36A
(1)
当滑片P在b端时,R1、R2和R3串联接入电路,设此时电路中电流为I2,则:
I2=U÷(R1+R2+R3)=U÷(30Ω+R2)
(2)
由
(1)
(2)两式可