高中滑动变阻器的两种接法的选择及练习

1/13高中滑动变阻器的两种接法的选择及练习一，.限流接法如图1所示。用电器Rx的电压调节范围：电路消耗的总功率为：EI限流接法的选用原则：①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节，只在小范围内变化，且待测电阻Rx与R接近时。②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。③两种方法都满足时优先选用限流接法。二，.分压接法如图3所示①Rx电压调节范围0≤Ux≤E。②开关闭合前，P应在a端。分压接法的选用原则：①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。②待测电阻Rx远大于R，且要求电压变化范围较大时。③采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx的额定值或电表量程时。[例1](2011·天津高考)某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程100μA，内阻约2kΩ)；B．电流表(量程500μA，内阻约300Ω)；C．电压表(量程15V，内阻约100kΩ)；D．电压表(量程50V，内阻约500kΩ)；E．直流电源(20V，允许最大电流1A)；F．滑动变阻器(最大阻值1kΩ，额定功率1W)；G．电键和导线若干。电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：①____________________________________________；②____________________________________________。[例2]碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜。己知某碳膜电阻阻值约为10Ω，其结构如图实－7－9所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下：A．电流表(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)B．电流表(量程0～3A，内阻约0.03Ω)C．电压表(量程0～3V，内阻约30kΩ)D．电压表(量程0～15V，内阻约150kΩ)E．滑动变阻器(最大值为2Ω)F．滑动变阻器(最大值为20Ω)G．滑动变阻器(最大值为200Ω)H．学生电源(4V)I．螺旋测微器J．游标卡尺(0)xERxUErRxRSaRbErRxP图32/13实验主要步骤：(1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值。电流表选________，电压表选________，滑动变阻器选________。(填标号)(2)在虚框中画出电路图(3)若测得电阻值为R，该材料的电阻率为ρ，则碳膜厚度的表达式为：d＝________(用R、D、L、ρ表示)。例3．分别用图实－7－10所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值。图甲中两表的示数分别为3V、4mA，图乙中两表的示数分别为4V、3.9mA，则待测电阻Rx的真实值为()A．略小于1kΩB．略小于750ΩC．略大于1kΩD．略大于750Ω例4、某同学为了研究“3V,0.3W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况。设置了如下器材：电流表A1(量程400mA，内阻r1＝5Ω)；电流表A2(量程600mA，内阻r2约为1Ω)；电压表V(量程15V，内阻约为3kΩ)；定值电阻R0(5Ω)；滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流为1A)；滑动变阻器R2(0～250Ω，额定电流为0.3A)；电源E(电动势3V，内阻较小)；开关一个，导线若干。(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材。在图实－8－5甲所示线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号。(2)根据设计的方案，将图实－8－5乙中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)。(3)闭合开关S，移动滑片P，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)。练习1．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6V，1.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A．直流电源6V(内阻不计)B．直流电流表0～3A(内阻0.1Ω以下)C．直流电流表0～300mA(内阻约为5Ω)D．直流电压表0～10V(内阻约为15kΩ)E．滑动变阻器10Ω，2AF．滑动变阻器1kΩ，0.5A3/13实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号表示)．(2)在方框内画出实验电路图．(3)试将图实－6－14所示器材连成实验电路．2、某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。（1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0-50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：A、电流表（0－3A，内阻约0.025）B、电流表（0－0.6A，内阻约0.125Ω）C、电压表（0－3V，内阻约3kΩ）D、电压表（0－15V，内阻约15kΩ）为了减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用（选填器材前的字母）。实验电路应采用图1中的（填甲或乙）（2）图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请根据在（1）问中所选的的电路图，补充完成图2中实物间的连线。（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I，电压表示数U，某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值Rx=UI=Ω（保留两位有效数字）（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是；（选填选项前的字母）AVAV甲RxRx乙图1P图2V+ARx图3A012300.20.40.6V05101501234/13A、电流表测量值小于流经Rx的电流值B、电流表测量值大于流经Rx的电流值C、电压表测量值小于Rx两端的电压值D、电压表测量值大于Rx两端的电压值（5）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中正确的是（）3．（18分）在“测量金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数为mm（该值接近多次测量的平均值）。（2）用伏安法测金属丝的电阻xR。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3KΩ）、滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A），开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量xR是采用图2中的图（选填“甲”或“乙”）。图2VA甲RxABUoxCUoxUox图45/13ASERV（3）图3是测量xR的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完图3中实物间的连线，并使开关闭合瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值xR=Ω（保留两位有效数字）。（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为（填选项前的符号）。A、2101Ω∙mB、3101Ω∙mC、6101Ω∙mD、5101Ω∙m（6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是（有多个正确选项）。A、用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C、若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D、用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差4，某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：①小灯泡L，规格“4.5V．0.5A”；②电流表A，量程0.6A，内阻r约为0.2Ω;③电压表V，量程15V，内阻约为15kΩ；④滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；⑤学生电源E，电动势6V，内阻不计；⑥开关S及导线若干.（1）甲同学设计了下图(左图)所示的电路进行测量，请按照左边电路图把实物图中未完成的连线补充完整.6/13（2）乙同学经分析发现甲同学实验精度不高，又从实验室找来Ig=100μA,Rg=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱（0—99999.9Ω），想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表，需要把电阻箱调成Ω的阻值，并与灵敏电流计（填“串”或“并”）联在电路中来替代实验中的电压表.（3）乙同学用改装的电压表实验得到数据，现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I，横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG，画出I-IG图线，他已经把数据画在坐标纸上，请帮他把图线画出来.（4）乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t)，k为比例常数。请估算灵敏电流表的电流IG=60μA时该灯泡灯丝的温度约为℃。5，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，利用实验得到了8组数据，在图（7）所示的I-U坐标系中，通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。①根据图线的坐标数值，请在图（8）中选出该实验正确的实验电路图（选填“甲”或“乙”）。②根据所选电路图，请在图（9）中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。③由图（7）可知，该小灯泡的电阻随电压的升高而。（选填“增大”、“减小”或“不变”）④根据图（7），可判断出图（10）中正确的关系图像是（图中P为小灯泡功率，I为通过小灯泡的电流）（）0.5I/A01020304010090807060500.10.20.30.4IG/μA图9AV×图8甲AV×乙7/13⑤将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与R＝10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V、内阻不计的电源上，如图（11）所示。闭合开关S后，则电流表的示数为A，两个小灯泡的总功率为W。6，某实验小组描绘规格为“2.5V0.6W”的小灯泡的I－U特性曲线。实验室提供下列器材：A．电流表A1（量程为0－25mA，内阻约0.2）B．电流表A2（量程为0一300mA，内阻约1)D．电压表V1（量程为0－3V，内阻约5k）C．电压表V2(量程为0－15V，内阻约15k)E．滑动变阻器R1（0一10，额定电流1.5A)；F．滑动变阻器R2（0一1000，额定电流0.5A）G．直流电源（电动势6V，内阻忽略不计）H．电键一个、导线若干①在小灯泡接入电路前，使用多用电表直接测量小灯泡的电阻，则应将选择开关旋至档进行测量。（填选项前的字母）A．直流电压10VB．直流电流5mAC．欧姆“×100”D．欧姆“×1”②实验中所用的电流表应选；电压表应选；滑动变阻器应选。(只需填器材前面的字母代号)③若采用如图所示的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压表的右端应与电路中的点相连（选填“a”或“b”）④开关闭合之前，图中滑动变阻器的滑片应该置于___________端（选填“c”、“d”或“cd中间”）⑤测量后，该小组根据实验数据，利用Excel拟合出小灯泡的I－U特性曲线如图示。请根据曲线确定小灯泡两端电压为1.5V时，其实际功率P＝WI2PI2PI2PI2P图10ABCD×ARS图11×VAdabc8/13⑥该小组按实验要求设计出正确电路图并正确连线后，合上电键，慢慢增大小灯泡的电压，发现刚开始时两电表指针均偏转，但小灯泡不发光，请简要分析原因：_________________________________________________________________。,7，（3）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：A．待测合金丝Rx(接入电路部分的阻值约