滑动变阻器的选择有详细答案及解析要点.docx
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滑动变阻器的选择有详细答案及解析要点
滑动变阻器的选择
一．解答题（共5小题）
1．（2011•绍兴）小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中．
（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视 _________ （选填序号）；
A．变阻器滑片
B．电压表示数
C．电流表示数
（2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路；
（3）实验中，他所选择的变阻器是 _________ （选填序号）；
A．10Ω 0.5A
B．20Ω 1A
C．50Ω 2A
（4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是 _________ ；
（5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是 _________ ．
2．在完成“测量小灯泡功率”的实验后，小明产生疑问：
实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？
为此，他找来了下列器材：
电流表、电压表、开关各一个，一定值电阻，三个规格分别为“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压表示数/V
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
电流表示数/A
0.17
0.22
0.28
0.34
0.39
0.44
0.51
功率/W
0.77
0.88
0.98
1.02
0.98
0.88
0.76
实验中小明设计的电路如上图所示，在正确的连接和调节滑片后，他测出的数据如上表：
（1）通过分析表中的数据，你认为小明选择的规格是 _________ 的滑动变阻器．
（2）根据题意，正确完成剩余部分连线，并使滑片向右移动时电流变小．
（3）分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是 _________ ．
（4）以其中一组数据为例，算出定值电阻的阻值为 _________ Ω．（结果取整数）
（5）小李正确连接电路，闭合开关后发现电流表指针不转，电压表示数接近6V，电路的故障是 _________ ．
3．甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯泡外，他们所使用的器材规格均相同，小灯泡的额定电压可能是“2.2v”、“2.5v”或“3.8V”，电源电压为4.5V．
（1）根据图所示的图，请你帮甲同学完成图实物图的连接．连接电路时开关要 _________ ；在闭合开关之前，要把滑片P移到滑动变阻器的 _________ 端．
（2）甲同学闭合开关时记录了第一组数据；调节滑动变阻器当小灯泡正常发光时记录了第二组数据．他不小心将滑动变阻器的滑片移到右端时，小灯泡闪了一下就熄灭，灯丝烧了，记录了第三组数据，如下表所示．表中漏填的电压表示数为 _________ V，滑动变阻器的最大电阻为 _________ Ω．
物理量
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的亮暗程度
1
1.3
0.16
暗
2
3.8
0.42
正常发光
3
0
不发光
（3）乙同学做实验时，不慎把电压表接在滑动变阻器两端，并更换电压表量程．调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P恰好滑至滑动变阻器中点时，他选用的小灯泡正常发光，此时电压表示数如图18所示，电压表示数为 _________ V，他所远用小灯泡的额定功率为 _________ W．
4．小明在进行“测量小灯泡的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：
6V蓄电池、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～l5V）、滑动变阻器（50Ω、1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）小明在实验中应该选择电流表的量程是 _________ ，应该选择电压表的量程是 _________ ．
（2）他连接的实物电路如图所示，请你在虚线框内画出该电路图．
（3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 _________ （填写“C”或“D”）端．
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的 _________ 和 _________ ．（填写序号）
A．小灯泡短路B．小灯泡的灯丝断了
C．小灯泡的灯座接触不良D．电压表的正、负接线柱接反
（5）排除故障后，调节滑动变阻器测得右表所示的三组数据．则小灯泡的额定功率为 _________ W．
（6）小明发现，由表中数据计算可知：
小灯泡亮度不同时灯丝的电阻也不同．你认为造成这种结果的原因是 _________ ．
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.30
0.36
0.38
5．小明在“测定小灯泡的功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室只有6V的电源，有“10Ω1A”和“20Ω2A”两种滑动变阻器可供选择．
（1）根据实验要求，他应选择规格为 _________ 的滑动变阻器．
（2）他连接了如图1所示的电路，其中有一根导线连接错误，请将其改正过来．在错误的导线上打“×”，改正后的导线在图中画线表示，导线不许交叉．
（3）改正错误后，小明开始进行实验，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为 _________ V时，小灯泡正常发光，电流表的指针位置如图2所示．实验中，小明测得的三组数据如下表，请将表格空白处填写完整．
次数
1
2
3
U/V
2.5
3.0
2.0
I/A
0.30
0.24
（4）小灯泡的额定功率为 _________ W．
滑动变阻器的选择
参考答案与试题解析
一．解答题（共5小题）
1．（2011•绍兴）小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中．
（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视 B （选填序号）；
A．变阻器滑片
B．电压表示数
C．电流表示数
（2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路；
（3）实验中，他所选择的变阻器是 C （选填序号）；
A．10Ω 0.5A
B．20Ω 1A
C．50Ω 2A
（4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是 电压 ；
（5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是 电阻R处有断路 ．
考点：
探究电流与电压、电阻的关系实验．1210277
专题：
作图题；简答题；实验探究题．
分析：
（1）实验研究的是电流与电阻的关系，因此必须控制电阻两端的电压值一定，所以眼睛应注视电压表的示数，移动滑片保持电压表示数不变；
（2）图中没有连入电路的是电压表，根据图象计算出电压表的示数，确定电压表选择的量程，在连接过程中也要注意正负接线柱；
（3）首先求出定值电阻两端需要控制的电压，然后根据串联电路的电压规律求得滑动变阻器两端的电压值；然后从图乙中，取几个电流、电阻数值，分别算出对应的滑动变阻器连入电路的电阻，这几个阻值都应该在滑动变阻器的阻值变化范围内，据此选择合适的变阻器．
（4）阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值；
（5）电流表示数为0，说明电路中有断路，电压表示数接近6V，说明电压表和电源连接的部分电路无断路．
解答：
解：
（1）探究电压一定时，电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数；
（2）通过电流与电阻的图象中可以看出保持电压表的示数是2V，故电压表接入电路中时，所选的量程应该是0～3V的，且并联在电阻两端；
（3）由图乙可以看出：
当R′=10Ω时，I=0.2A；此时电阻R两端的电压为：
UR=IR′=0.2A×10Ω=2V．
由于保持电阻R两端的电压不变，则滑动变阻器两端的电压恒定为：
UR′=U﹣UR=6V﹣2V=4V；
若取电流I=0.1A时，滑动变阻器接入电路的电阻为：
R′=
=
=40Ω；
因此滑动变阻器的最大阻值应大于40Ω，只有C符合条件．
（4）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：
S=IR=U，即测量的是电压；
（5）如果电路中出现电流表的示数为零，说明在电路中出现了断路，电压表有示数说明是电阻R处出现了断路．
故答案为：
（1）B；
（2）如图；
（3）C；
（4）电压；
（5）电阻R处有断路．
点评：
此题从实物图的连接、滑动变阻器型号的选择、故障的分析等方面较为综合的考查了学生，从中加强了学生综合能力的培养，是一道不错的电学中考题．
2．在完成“测量小灯泡功率”的实验后，小明产生疑问：
实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？
为此，他找来了下列器材：
电流表、电压表、开关各一个，一定值电阻，三个规格分别为“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
电压表示数/V
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
电流表示数/A
0.17
0.22
0.28
0.34
0.39
0.44
0.51
功率/W
0.77
0.88
0.98
1.02
0.98
0.88
0.76
实验中小明设计的电路如上图所示，在正确的连接和调节滑片后，他测出的数据如上表：
（1）通过分析表中的数据，你认为小明选择的规格是 “30Ω，1A” 的滑动变阻器．
（2）根据题意，正确完成剩余部分连线，并使滑片向右移动时电流变小．
（3）分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是 该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小 ．
（4）以其中一组数据为例，算出定值电阻的阻值为 9 Ω．（结果取整数）
（5）小李正确连接电路，闭合开关后发现电流表指针不转，电压表示数接近6V，电路的故障是 滑动变阻器断路 ．
考点：
探究用电器的电功率实验；实物的电路连接；电流表、电压表在判断电路故障中的应用．1210277
专题：
计算题；实验题；作图题；信息给予题．
分析：
（1）判断滑动变阻器的使用规格，同时要考虑滑动变阻器的电阻和允许通过的最大电流．
（2）滑动变阻器与电阻串联，电压表与滑动变阻器并联，滑片向右移动时电流变小，说明电路中电组变大，又滑动变阻器上接线柱一定，故只能选择左下角接线柱；
（3）根据表格数据0.77W增大到1.02W，然后再从1.02W到0.76W分析滑动变阻器的电阻变大和变小时，电路总功率的变化．
（4）根据串联电路电压的规律，用电源电压减去滑动变阻器两端电压就是定值电阻两端电压，又知电流，利用R=
计算定值电阻；
（5）电流表指针不转、电压表示数为电源电压，说明电路有断路，但电压表与电源连接的电路没断．
解答：
解：
（1）滑动变阻器与定值电阻串联，第7次实验时电流为0.51A，故“35Ω，0.5A”的滑动变阻器不能使用；
第1次实验数据是滑动变阻器两端的电压4.5V、电流为0.17A，由R'=
=
≈26.5Ω，可知滑动变阻器电阻最大阻值大约为26.5Ω；故“5Ω，1A”的滑动变阻器不能使用，
所以只有规格为“30Ω，1A”的滑动变阻器可以使用；
（2）根据电路图，滑动变阻器与电阻串联，电压表与滑动变阻器并联，滑片向右移动时电流变小，滑动变阻器只能选择左下角接线柱，电压表的示数超过了3V，故选择0～15V量程，如下图；
（3）
（2）由表中数据可知，随着滑片的移动，即接入电路电阻减小的过程中，功率从0.77W增大到1.02W，然后再从1.02W到0.76W得，所以归纳为：
该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小（或该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的增大而增大，后随它接入电路电阻的增大而减小）．
（4）取第一组数据，定值电阻两端电压为：
UR=U﹣UP=6V﹣4.5V=1.5V，电流I=0.17A，
阻值为：
R=
=
≈9Ω；
（5）电流表指针不转、电压表示数为电源电压，说明电路有断路，但电压表与电源连接的电路没有问题，所以说明滑动变阻器断路．
故答案为；
（1）“30Ω1A”；
（2）如上图；（3）该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小；（4）9；（5）滑动变阻器断路．
点评：
根据题目数据选择合适的滑动变阻器，不但考虑滑动变阻器允许通过的电流，也要考虑滑动变阻器的电阻．电路电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流，滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的电阻，这样，滑动变阻器既能满足电路要求，也能使电路准确获得需要的数据．
3．甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯泡外，他们所使用的器材规格均相同，小灯泡的额定电压可能是“2.2v”、“2.5v”或“3.8V”，电源电压为4.5V．
（1）根据图所示的图，请你帮甲同学完成图实物图的连接．连接电路时开关要 断开 ；在闭合开关之前，要把滑片P移到滑动变阻器的 左 端．
（2）甲同学闭合开关时记录了第一组数据；调节滑动变阻器当小灯泡正常发光时记录了第二组数据．他不小心将滑动变阻器的滑片移到右端时，小灯泡闪了一下就熄灭，灯丝烧了，记录了第三组数据，如下表所示．表中漏填的电压表示数为 4.5 V，滑动变阻器的最大电阻为 20 Ω．
物理量
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的亮暗程度
1
1.3
0.16
暗
2
3.8
0.42
正常发光
3
0
不发光
（3）乙同学做实验时，不慎把电压表接在滑动变阻器两端，并更换电压表量程．调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P恰好滑至滑动变阻器中点时，他选用的小灯泡正常发光，此时电压表示数如图18所示，电压表示数为 2 V，他所远用小灯泡的额定功率为 0.5 W．
考点：
探究用电器的电功率实验；实物的电路连接；电压表的使用；电压表的读数方法；滑动变阻器的使用；电功率的计算．1210277
专题：
计算题；实验题；作图题；实验分析法．
分析：
（1）由灯泡的额定电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联，注意正负接线柱．
滑动变阻器选择一上一下接线柱，把滑动变阻器串联在电路中．
（2）甲连接好电路，闭合开关，滑动变阻器滑片在最大阻值处，得到第一组数据，求出滑动变阻器电压，求出滑动变阻器最大电阻．
减小滑动变阻器电阻，灯泡正常工作，得到第二组数据．
继续移动滑片，电路电流增大，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压时，烧断灯丝，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压．
（3）甲乙使用的器材除灯泡外其它都相同，利用甲的第一次实验求得滑动变阻器的最大阻值，求得滑片中点时接入电路的电阻．
电压表的读数：
确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
求得滑动变阻器电流即灯泡电流．
根据串联电路电压的特点，求出灯泡的电压，根据P=UI计算功率．
解答：
解：
（1）灯泡的额定电压可能是2.2V、2.5V、3.8V，电压表选择0～15V量程，电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器已经选定了下面接线柱，任意选择上面一个接线柱串联在电路中．如图．
连接电路时，开关处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件．
滑动变阻器接右半段，滑片处于左端，滑动变阻器连入电路的阻值最大，电路电流最小，对电路起保护作用．
（2）闭合开关后，滑片处于最大阻值处，向右移动滑片，电路电阻减小，电流增大，灯泡两端电压增大，当灯泡两端电压超过灯泡的额定电压时，灯泡被烧坏．
电压表串联在电路中，测电源电压，电压表示数为4.5V．
连接好电路，滑片处于最大阻值处，闭合开关得到第一组数据，
滑动变阻器电压为：
U1=U总﹣UL=4.5V﹣1.3V=3.2V，
滑动变阻器最大阻值为：
R=
=
=20Ω．
（3）乙实验时，灯泡与滑动变阻器串联，甲乙使用的滑动变阻器相同，
滑动变阻器接入电路的电阻：
R'=
R=
×20Ω=10Ω，
电压表更换量程，使用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2V，
根据串联电路电流处处相等，所以灯泡电流为：
IL=I′=
=
=0.2A．
灯泡的额定电压为：
U=U总﹣U2=4.5V﹣2V=2.5V，
灯泡的额定功率：
P=UIL=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：
（1）如图；断开；左；
（2）4.5；20；（3）2；0.5．
点评：
本题的很多已知条件都不是直白的，而是隐含在实验数据中，需认真挖掘．
通过灯泡两端电压超过灯泡额定电压时，烧坏灯泡，电压表串联在电路中测量电源电压，获得电压表示数．
通过闭合开关时，滑动变阻器滑片处于最大阻值处求得滑动变阻器最大电阻．
通过甲乙使用的器材相同，求得乙同学实验时，滑动变阻器的电流，即灯泡正常工作时的电流．
4．小明在进行“测量小灯泡的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：
6V蓄电池、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～l5V）、滑动变阻器（50Ω、1.5A）、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）小明在实验中应该选择电流表的量程是 0～0.6A ，应该选择电压表的量程是 0～3V ．
（2）他连接的实物电路如图所示，请你在虚线框内画出该电路图．
（3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到 C （填写“C”或“D”）端．
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的 B 和 C ．（填写序号）
A．小灯泡短路B．小灯泡的灯丝断了
C．小灯泡的灯座接触不良D．电压表的正、负接线柱接反
（5）排除故障后，调节滑动变阻器测得右表所示的三组数据．则小灯泡的额定功率为 0.9 W．
（6）小明发现，由表中数据计算可知：
小灯泡亮度不同时灯丝的电阻也不同．你认为造成这种结果的原因是 温度对灯泡电阻造成的影响 ．
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.30
0.36
0.38
考点：
探究用电器的电功率实验．1210277
专题：
作图题；实验探究题．
分析：
（1）根据根据灯泡的额定功率确定电压表的量程，根据I=
求出灯泡的额定电流确定电流表的量程；
（2）按电流流向法，从电源的正极出发依次画出串联各元件，最后把电压表并联到相应的位置即可；
（3）在闭合开关前，为防止电路中电流过大烧坏用电器，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是断路；
（5）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（6）根据影响灯泡电阻的因素可知，由于灯泡的长度、材料、横截面积都不变，所以灯泡电阻改变的原因是温度的变化．
解答：
解：
（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选0～3V的量程；
灯泡的额定电流约为I=
=
≈0.36A＜0.6A，所以电压表选0～0.6A的量程；
（2）先画出电源符号，按电流流向法，从电源的正极出发依次画出开关、电流表、灯泡、滑动变阻器回到电源的负极，最后把电压表并联在灯泡的两端即可，如下图所示：
（3）在闭合开关前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值的C端；
（4）电流表的示数为零，电压表的示数为6V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路断路，故B、C选项符合题意；
（5）由表格可知，灯泡的额定电流为0.36A，所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.36A=0.9W；
（6）导体电阻随温度变化而变化，灯泡亮度不同，电阻不同，原因是：
灯丝的电阻与温度有关．
故答案为：
（1）0～0.6A；0～3V；
（2）如上图；（3）C；（4）B；C；（5）0.9W；（6）温度对灯泡电阻造成的影响．
点评：
本题考查测电功率实验时电表量程的选择、实物电路的连接、额定功率的计算、灯丝电阻与温度的关系等；要注意只有当灯泡两端的实际电压等于其额定电压时，灯泡才会正常发光，额定功率等于其实际功率．
5．小明在“测定小灯泡的功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室只有6V的电源，有“10Ω1A”和“20Ω2A”两种滑动变阻器可供选择．
（1）根据实验要求，他应选择规格为 “20Ω2A” 的滑动变阻器．
（2）他连接了如图1所示的电路，其中有一根导线连接错误，请将其改正过来．在错误的导线上打“×”，改正后的导线在图中画线表示，导线不许交叉．
（3）改正错误后，小明开始进行实验，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为 2.5 V时，小灯泡正常发光，电流表的指针位置如图2所示．实验中，小明测得的三组数据如下表，请将表格空白处填写完整．
次数
1
2
3
U/V
2.5
3.0
2.0
I/A
0.30
0.24
（4）小灯泡的额定功率为 0.65 W．
考点：
探究用电器的电功率实验；电流表的读数方法；电压表的使用；滑动变阻器的使用；电功率的计算．1210277
专题：
计算题；实验题；错解分析题．
分析：
（1）由灯泡额定电压和电阻计算电路电流．
由电源电压和灯泡额定电压计算滑动变阻器的电压，再计算滑动变阻器电阻．
滑动变阻器允许通过大于电路最大电流，滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻．
（2）实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：
从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑．
从滑动变阻器接线柱的接入和滑片的位置考虑．
（3）电压表测灯泡电压，灯泡正常工作时，电压表示数为灯泡的额定电压．
由实物连接图确定电流表使用的量程，读出电流表的示数．
（4）知道额定电压和额定电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率．
解答：
解：
（1）电路最大电流约为：
I=
=
=0.25A．
灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：
U'=U总﹣U=6V﹣2.5V=3.5V．
所以电路需要滑动变阻器电阻约为：
R'=
=
=14Ω．
“10Ω1A”滑动变阻器电阻太小，不能满足实验要求，应选择“20Ω2A”的滑动变阻器．
（2）经分析，电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端，测两者的总电压是错误的，滑动变阻器应并联在灯泡两端，如图．
（3）电压表测灯泡电压，灯泡正常工作时，电压表示数为灯泡额定电压2.5V．
由实物连接图知，电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.0
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