中考科學(xué)復(fù)習(xí)變阻器的應(yīng)用

中考電學(xué)復(fù)習(xí)---變阻器

乙滑片向左移動甲滑片向左移動丙滑片向左移動丁滑片向左移動辨別變阻器的效果滑動變阻器的常用應(yīng)用1.測電阻電路中的應(yīng)用2.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系電路中的應(yīng)用3.電磁繼電器電路中的應(yīng)用4.測定小燈泡電功率電路中的應(yīng)用5.其它應(yīng)用變阻器應(yīng)用一、伏安法測電阻典例1：小華同學(xué)用“伏安法”來測量一只阻值約為5Ω的定值電阻Rx的阻值，實驗室有如下器材供選用：A．兩節(jié)干電池；B．開關(guān)一個和導(dǎo)線若干；C．電壓表(0-3V

0-15V)；D．電流表(0-0.6A

0-3A)；E．滑動變阻器(0-10Ω)；F．滑動變阻器(0-100Ω)．

(1)小華同學(xué)完成實驗電路設(shè)計后，為了操作順利和方便，除了A、B、C和D外，小華同學(xué)還需選用________(填“E”或“F”)器材．作用是：a、保護電路；b、2______com

(2)根據(jù)設(shè)計的實驗電路要求，請用筆畫線代替導(dǎo)線連接圖甲中最后的兩根導(dǎo)線．

(3如圖甲所示，連接好電路．在閉合開關(guān)前，為保護電路，滑動變阻器的滑片P應(yīng)該滑至____(填“G”或“H”)端．

(4)小華在閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片P時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)始終為零，而電壓表有示數(shù)但不發(fā)生變化，此時電路中的一處故障是________(填“A”“B”“C”或“D”)．A．滑動變阻器斷路B．滑動變阻器短路C．定值電阻Rx斷路D．定值電阻Rx短路(5)排除故障后，電流表示數(shù)為0.40A，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則本次實驗測得的定值電阻Rx是________Ω.EGC5.5改變待測電阻的電壓和電流，從而達(dá)到多次測量取平均值的目的變阻器應(yīng)用二、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系典例2：在“探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”的實驗中，老師提供的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5Ⅴ)，電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，四個定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，兩只滑動變阻器(規(guī)格分別為“20Ω2A”、“50Ω1A”)，導(dǎo)線若干。（1）請根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫線將圖乙實物圖連接完整。

（2）小李實驗時，在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5Ⅴ，并記下相應(yīng)的電流值；再改接10Ω的電阻，此時滑片P應(yīng)向

(選填“C”或“D”)端移動，小李移動變阻器滑片P的目的是:

____________________________________________（3）小李為完成用四個定值電阻進行實驗，他應(yīng)選擇的滑動變阻器規(guī)格是________

D保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變“50Ω1A”練習(xí)：小張同學(xué)在做“測量小燈泡電阻”的實驗中，所用器材如下：兩節(jié)新干電池，標(biāo)有“2.5V”字樣相同規(guī)格的小燈泡若干，兩個滑動變阻器R1“10Ω

1A”、R2“20Ω

2A”，開關(guān)、導(dǎo)線若干．(1)請你根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的電路連接完整(要求：滑動變阻器滑片P右移時燈泡變亮，且導(dǎo)線不交叉)．(2)閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P置于________(填“A”或“B”)端．正確連接電路后，閉合開關(guān)S，移動滑片P，小張發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表指針幾乎未偏轉(zhuǎn)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是________．A．小燈泡短路

B．滑動變阻器短路

C．小燈泡斷路

D．滑動變阻器斷路AC(3)排除故障后，移動滑片P，依次測得6組數(shù)據(jù)，如表一所示．其中第2次實驗時電流表表盤如圖丙，此時電路中的電流為_______A；第4次實驗時燈泡電阻值為____Ω.由表一中的數(shù)據(jù)可知，小張選用的滑動變器應(yīng)是________(填“R1”或“R2”)．實驗次數(shù)123456電壓U/V0.51.01.52.02.52.8電流I/A0.160.220.250.280.29電阻R/Ω3.16.88.99.7表一(4)小張將這6組數(shù)據(jù)算得的電阻值取平均值作為小燈泡的電阻，這種數(shù)據(jù)處理方式是________(填“合理”或“不合理”)的．

(5)小張繼續(xù)用圖乙所示裝置來探究“電流與電阻的關(guān)系”．他分別把阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻接入原小燈泡的位置，通過實驗，記錄電流表示數(shù)如表二所示．他發(fā)現(xiàn)通過導(dǎo)體的電流跟電阻不成反比，其原因可能是__________________________．實驗次數(shù)123電阻R/Ω51020電流I/A0.300.200.12表二0.28_R2不合理沒有保持電阻兩端的電壓不變變阻器應(yīng)用三、測定小燈泡電功率

原理：P=UI

典例3：小王同學(xué)對電學(xué)中的一個重要元件-----滑動變阻器進行歸納，發(fā)現(xiàn)除了“保護電路”這一作用外，它在不同電路中還有著不完全相同的作用，請你與他共同思考：（1）如圖A是研究歐姆定律的實驗，在該實驗中，探究導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系時，滑動變阻器的作用:________________________________________________

探究導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系時，滑動變阻器的作用是:

。（2）如圖B是伏安法測小燈泡額定電功率的實驗，在該實驗中，滑動變阻器的作用是___________________________________________________，從而使小燈泡正常發(fā)光。通過改變阻值，從而改變電阻R二端的電壓。保證電壓表的示數(shù)保持不變。AB調(diào)節(jié)電阻使小燈泡兩端為額定電壓練習(xí)3．要測量小燈泡的額定功率，實驗室提供的器材有：標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電池組(電壓為3V)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)小華所接的實驗電路如圖甲所示，電路中部分連接不合理，但只需改動一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確。請你在應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法。(2)改正電路后，移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值最大。閉合開關(guān)，此時電壓表示數(shù)為1V，電流表示數(shù)為0.2A，則滑動變阻器的最大阻值為________Ω。(3)移動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，其值為________A，小燈泡的額定功率為________W。(4)小華在實驗過程中，移動變阻器滑片時，小燈泡突然熄滅。經(jīng)判斷，電路故障是小燈泡或電流表被燒壞。查找故障時，在不拆開電路的情況下，他把一根導(dǎo)線接在電流表兩端接線柱，小燈泡仍不發(fā)光，可判斷電路故障是____________________。（5）變阻器的作用①＿＿＿＿＿＿＿＿；②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

100.260.65小燈泡被燒壞了保護電路改變電路中的電流大小,調(diào)節(jié)燈兩端的電壓典例4.科技小組的同學(xué)們設(shè)計了如圖甲所示的恒溫箱溫控電路(用于獲得高于室溫，控制在一定范圍內(nèi)的“恒溫”)，包括工作電路和控制電路兩部分。其中，R′為阻值可以調(diào)節(jié)的可變電阻，R為熱敏電阻(置于恒溫箱內(nèi))，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，繼電器線圈電阻為50歐姆。(1)如圖甲所示狀態(tài)，加熱器是否處于加熱狀態(tài)？變阻器應(yīng)用四：電磁繼電器(2)已知當(dāng)控制電路的電流達(dá)到0.04A時，繼電器的銜鐵被吸合；當(dāng)控制電路的電流減小到0.036A時，銜鐵會被釋放。當(dāng)調(diào)節(jié)R′＝350Ω時，恒溫箱內(nèi)可獲得最高溫度為100℃的“恒溫”。如果需要將恒溫箱內(nèi)的溫度控制在最低溫度為50℃的“恒溫”，則應(yīng)將R′的限值調(diào)為多大？(3)使用該恒溫箱，獲得最低溫度為50℃的“恒溫”，與獲得最高溫度為100℃的“恒溫”，相比較，哪一個的溫度波動范圍更??？為什么？【解析】(1)由圖甲所示電路可知，工作電路是通路，加熱器處于加熱狀態(tài)。(2)由圖乙所示圖像可知，溫度為100攝氏度時，熱敏電阻阻值為500歐姆，由I＝U/R 可知，電源電壓：U＝I1(R0＋R＋R′)＝0.04A×(50Ω＋500Ω＋350Ω)＝36V，由圖乙所示圖像可知，當(dāng)溫度為50攝氏度時，熱敏電阻阻值為900歐姆，此時，滑動變阻器阻值：R′＝U/I′－R0－R＝36V/0.036A－50Ω－900Ω＝50Ω；(3)由圖乙所示圖像可知，在50℃附近，熱敏電阻的阻值隨溫度變化其變化量較大，熱敏電阻阻值變化顯著，更容易控制加熱器的通斷，因此獲得最低溫度為50℃的“恒溫”，其溫度波動范圍更小?；瑒幼冏杵鞯钠渌麘?yīng)用：典例5：小明同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計出判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個光滑絕緣小球，小車始終在平直的軌道上向右運動。壓敏電阻R的阻值隨所受的壓力增大而減小。小車在整個運動的過程中，電流表的示數(shù)隨時間的變化情況如圖乙所示。已知電源電壓為6V，電阻R0為5Ω，小車在0～10s內(nèi)做勻速直線運動，速度為0.5m/s。則在下列說法中錯誤的是()A．小車在0～8s內(nèi)通過的路程是4mB．小車在10～20s內(nèi)的運動狀態(tài)發(fā)生了變化C．小車做勻速直線運動時，壓敏電阻R的阻值是10ΩD．小車在0～20s內(nèi)，當(dāng)電路中電流最大時壓敏電阻所消耗的功率是4WD【解析】由于小車在0～10s內(nèi)做勻速直線運動，由v＝s/t得，小車在0～8s內(nèi)通過的路程：s＝vt＝0.5m/s×8s＝4m，故A正確；在10～20s內(nèi)，電流I均勻變大，說明壓敏電阻R的阻值變小，壓力變大，小車做加速運動，即小車的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，故B正確；小車做勻速直線運動時，電路中的電流I＝0.4A，由I＝U/R得，電路總電阻：R總＝U/I＝6V/0.4A＝15Ω，則壓敏電阻R的阻值：R＝R總－R0＝15Ω－5Ω＝10Ω，故C正確；小車在0～20s內(nèi)，電路中最大電流I最大＝1.0A，由I＝U/R得，電阻R0兩端的電壓：U0＝I最大R0＝1.0A×5Ω＝5V，壓敏電阻R兩端的電壓：U壓敏＝U－U0＝6V－5V＝1V，則壓敏電阻所消耗的功率：P＝U壓敏I最大＝1V×1.0A＝1W，故D錯誤，故選D。練習(xí)5：某工廠要研發(fā)一種新型材料，要求對該材料承受的撞擊力進行測試。在測試時將材料樣品(不計質(zhì)量)平放在壓力傳感器上，如圖甲所示，閉合開關(guān)，由靜止自由釋放重物，從重物開始下落到撞擊樣品的這個過程中，電流表的示數(shù)隨時間變化的圖像如圖乙所示，壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的圖像如圖丙所示。電源的電壓為24伏，定值電阻R0＝10歐。求：(1)在重物下落的過程中，壓力傳感器兩端的電壓。(2)若樣品實際能承受的最大撞擊力是800牛，試分析此實驗中重物撞擊樣品時是否會損壞樣品?！窘狻?1)重物下落過程中，重物與壓力傳感器沒有接觸，電路總電阻不變。由圖乙可知，電路中的電流I＝0.2安，定值電阻R0兩端的電壓U0＝IR0＝0.2安×10歐＝2伏，壓力傳感器兩端的電壓UN＝U－U0＝24伏－2伏＝22伏，

壓力傳感器的電阻RN＝＝＝110歐。典例6..如圖甲所示，電源電壓為6V恒定不變，滑動變阻器R2最大阻值是20Ω．閉合開關(guān)，滑動變阻器的P﹣R圖象如圖乙所示，則：（1）R1的阻值為_____Ω（2）當(dāng)滑片P滑至最右端時，電流表的示數(shù)為___A，通電10s電流通過R1產(chǎn)生的熱量是__J．（3）電路消耗的最大功率為_____W．.解：由圖甲知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中電流，（1）由圖象可知，當(dāng)R2=10Ω時，P2=0.9W，由P=I2R可得，電路中的電流：I=0.3A，由I=可得，電路中的總電阻：R=20Ω，因為串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以：R1=R﹣R2=20Ω﹣10Ω=10Ω；（2）當(dāng)滑片P滑至最右端時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流：I′=0.2A，通電10s電流通過R1產(chǎn)生的熱量：Q1=（I′）2R1t=（0.2A）2×10Ω×10s=4J；（3）滑動變阻器接入電路的阻值為零時，電路消耗的總功率最大，電路消耗的最大功率：P=3.6W．故答案為：（1）10；（2）0.2；4；（3）3.6．練習(xí)6.電源電壓為12V，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑片P從最右端滑到最左端的過程中，小燈泡的I-U關(guān)系圖像如圖14乙所示。則該小燈泡的額定功率為_____W，滑動變阻器的最大阻值為___Ω。8如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動變阻器R′的滑片P在a點時，電流表示數(shù)為0.5A，將滑片P從a點移動到最右端的過程中，通過滑動變阻器的電流隨電阻變化圖象如圖乙所示，則R=____Ω，電路消耗的最小功率為P=____W．.解：由電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器R′并聯(lián)，電流表測干路電流．（1）滑片位于a點時，滑動變阻器接入電路的阻值小，通過滑動變阻器的電流最大，由圖乙可知，通過變阻器的最大電流I滑大=0.3A，此時變阻器接入電路中的電阻R滑=10Ω，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I=可得，電源電壓：U=U滑=I滑大R滑=0.3A×10Ω=3V，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R的電流：IR=I﹣I滑大=0.5A﹣0.3A=0.2A，則R的阻值：R=15Ω；（2）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路消耗的總功率最小，由圖象可知，通過滑動變阻器的最小電流I滑小=0.1A，因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，通過R的電流不變，即IR=0.2A，干路最小電流：I總小=I滑小+IR=0.1A+0.2A=0.3A，電路消耗的最小功率：P總小=UI總小=3V×0.3A=0.9W．故答案為：15；0.9．變阻器的極值典例7..如圖15所示的電路中。電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω1.5A”，小燈泡上標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣（小燈泡的電阻值隨溫度變化忽略不計）。求：（1）小燈泡正常發(fā)光60s消耗的電能；（2）小燈泡正常發(fā)光時的電阻；（3）在兩電表的示數(shù)均不能超過所選量程、燈泡兩端電壓不超過額定電壓和不損壞其它元件的情況下，滑動變阻器允許連入電路的阻值范圍。解:（1）根據(jù)小燈泡上標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣，由P=W/t可得：小燈泡正常發(fā)光60s消耗的電能，由W=Pt可得：W=1.25W×60s=75J2）小燈泡正常發(fā)光時，由P=UI,I=U/R可得：P=U2/R小燈泡正常發(fā)光時的電阻：R=U2/P=（2.5V）2/1.25W=5Ω（3）由圖R與L串聯(lián)，電壓表測R兩端電壓，由題，滑動變阻器允許通過最大電流1.5A，燈泡額定電流I=P/U=1.25W/2.5V=0.5A，電流表的量程為0～0.6A,由串聯(lián)電路電流處處相等可知，電路最大電流等于燈泡額定電流，即Imax=0.5A,由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可知此時滑動變阻器接入電路的阻值最小：21·cn·jy·comR滑最小=（U?U額）/Imax=（4.5?2.5）V/0.5A=4Ω若電壓表量程為0～3V，電壓表最大示數(shù)是3V，此時電路電流：I′=（U?UR）