内容正文:
16.4 变阻器(解析版)
本节学习目标
1.了解变阻器的结构、电路符号;
2.理解变阻器的工作原理;
3.知道正确使用滑动变阻器的方法;
4.会连接使用变阻器。
要点一 变阻器及其连接
滑动变阻器:
(1)电路符号:或者
(2)构造:瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱。
(3)结构示意图:
(4)原理:通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。
(5)铭牌:某滑动变阻器标有“50 1.2A”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0~50Ω。1.2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.2A。
(6)作用:①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路。
【例】滑动变阻器的滑片P滑动时,接入电路的电阻发生变化的原因是( )。
A.加在电阻丝两端的电压发生变化;
B.电阻丝横截面积发生变化;
C.连入电路的电阻丝长度发生变化;
D.通过变阻器的电流强度发生变化
【答案】C。
【解析】动变阻器的滑片P滑动时,接入电路的电阻丝的长度发生变化,导致电路中电流变化,导致滑动变阻器两端电压都发生变化,接入电路的电阻发生变化的原因是电阻丝长度的变化,电阻发生变化的结果是电路电流变化和滑动变阻器两端的电压的变化,整个过程中电阻丝的横截面积都没有变化,故选C。
【点睛】根据滑动变阻器的工作原理进行判断:改变连人电路电阻丝的长度,改变连人电路的电阻,改变电路中的电流。
【考点分析】本题要掌握滑动变阻器的工作原理、连人电路电阻变化的原因和变化的结果。
【变式1】在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮,则下列接法正确的是( )。
A.M接A,N接B B.M接C,N接D C.M接C,N接B D.M接A,N接D
【答案】D。
【解析】滑动变阻器的滑片右移,灯泡变亮,功率变大,根据P=I2R,电路中电流变大,电源电压不变,电流变大,电阻变小,滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,M应该接A或B,N接D,故选D。
【点睛】滑动变阻器在使用时,要一上一下连接,且其最终阻值的变化取决于下端接线柱接哪一个,据此,结合题干要求进行解答。
【考点分析】握滑动变阻器的原理、作用、接线柱的接法。并会根据实际功率判断灯泡的亮度。
【变式2】如图所示为亮度可调台灯的电路示意图,其中AB是一根电阻丝,B、C作开关使用,OP是滑动片,可绕O点旋转,P端与电阻丝接触良好。
(1)将图中电路画完整;
(2)连好电路后,滑片OP顺时针转动时,流过灯泡L的电流变________(填“大”或“小”),电灯变________(填“亮”或“暗”)。
【答案】(1)如图所示;(2)小;暗。
【解析】可调台灯电路结构是灯泡与变阻器串联,改变变阻器接入电路的电阻,即可改变电路中的电流,从而达到改变灯泡亮度的目的。变阻器连入电路时,其滑片必须接入电路,因此可将滑片的O端与电源负极相连。
若将灯泡与电阻丝B端相连,则当灯由断开状态接通瞬间(滑片P从C旋到B),电阻丝接入电路的电阻为零,电路中电流最大,有可能烧坏灯泡。
利用变阻器调节电路中电流时,变阻器接入电路的电阻必须由最大逐渐调小,使电路中电流由最小逐渐变大,这样变阻器才能对电路起保护作用。故应将灯泡与变阻器A端相连。
按上述正确方法连接后,AP段电阻接在电路中,当OP绕O点顺时针转动时,AP段电阻丝变长,故连入电路的电阻变大,使流过灯泡的电阻变小,灯泡变暗。
【变式3】(多选)如图,当滑动变阻器滑片P向右移动时,接入电路中电阻值变小的是( )。
【答案】AC。
【解析】A、滑动变阻器接入了右半段,滑片右移,连入电路的电阻丝变短,电阻变小,符合题意;
B、滑动变阻器接入了左半段,滑片右移,连入电路的电阻丝变长,电阻变大,不符合题意;
C、滑动变阻器接入了右半段,滑片右移,连入电路的电阻丝变短,电阻变小,符合题意;
D、滑动变阻器将电阻丝接入电路,即电阻最大,滑片移动,连入电路的电阻丝不变,滑动变阻器接入电路的电阻不变,不符合题意,故选AC。
要点二 滑动变阻器的连接
1.连接方式:
滑动变阻器在电路中
的连接方式
连入电路中的部分
滑片向右移动
电路图
电阻变化
电流变化
左端
变大
变小
左端
变大
变小
右端
变小
变大
右端
变小
变大
整个电阻丝
(相当于定值电阻)
不变
不变
金属杆连入
(相当于导线)
不变
不变
2.电阻箱:
(1)结构:两个接线柱、旋盘。
(2)变阻原理:转动旋盘,可以得到 0~9999之间的任意阻值。
(3)读数:各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接