高考理综难点12_滑动变阻器应用分析.doc

难点12 滑动变阻器应用分析
图12-1
滑动变阻器是电学实验中常用的仪器,.
●难点磁场
1.(★★★★)如图12-1所示,滑动变阻器电阻最大值为R,负载电阻R1=R,电源电动势为E,内阻不计.
(1)当K断开,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少?
(2)当K接通,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少?
(3)设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同,a、c间长度为x,当K接通后,加在R1上的电压U1与x的关系如何?
2.(★★★★★)用伏安法测金属电阻Rx(约为5 Ω)的值,已知电流表内阻为1 Ω, A,电压表内阻为几kΩ,量程为3 V,电源电动势为9 V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5 A,试画出测量Rx的原理图.
●案例探究
[例1](★★★★★)用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下:待测电阻Rx(阻值约5 Ω,额定功率为1 W);电流表A1(量程0~ A, Ω);电流表A2(量程0~3 A, Ω);电压表V1(量程0~3 V,内阻3 kΩ);电压表V2(量程0~15 V,内阻15 kΩ);滑动变阻器R0(0~50 Ω),蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线.
为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选________,并画出实验电路图.
命题意图:.
错解分析:没能据安全性、准确性原则选择A1和V1,忽视了节能、方便的原则,采用了变阻器的分压接法.
图12-2
解题方法与技巧:由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值,可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为
U=≈ V,I== A.
则电流表应选A1,电压表应选V1.
又因= Ω>Rx,则电流表必须外接.
因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法,若用限流接法,则被测电阻Rx上的最小电流为Imin== A<I额,-2所示.
●锦囊妙计
一、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点
图12-3
图12-3所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图12-3(a)电路称为限流接法,图12-3(b)电路称为分压接法.
负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻)
负载RL上电流调节范围(忽略电源内阻)
相同条件下电路消耗的总功率
限流接法
E≤UL≤E
≤IL≤
EIL
分压接法
0≤UL≤E
0≤IL≤
E(IL+Iap)
比较
分压电路调节范围较大
分压电路调节范围较大
限流电路能耗较小
其中,在限流电路中,通RL的电流IL=,当R0>RL时IL主要取决于R0的变化,当R0<RL时,IL主要取决于RL,特别是当R0<<RL时,无论怎样改变R0的大小,,不论R0的大小如何,调节滑动触头P的位置,都可以使IL有明显的变化.
二、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
滑动变阻器以何种接法接入电