关于滑动变阻器的题型

1、精品文档关于滑动变阻器的一些常识16欢迎下载1、在下面的四个图中，电源电压不变，禾I用滑动变阻器调节电灯能使其从亮到2、如下图所示，是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案中，你认为可能达到DL3、滑动变阻器的两大用途（甲图限流，乙图分压）R1（左图为限流式，右图为分压式）4、用滑动变阻器可以控制通过电路中某一电阻 的电流，那么，是否能够控制这个电阻两端的电 压呢？请你设计出一个电路，试一试。分析：当将滑动变阻器的一部分与电阻 R1并联时, 就可以控制R1两端的电压大小（实际电路如右图所示）5、我们都知道，当把滑动变阻器连入电路中时，可以通过移动滑片来改变电路 中的电阻，从而改变电路中的电流，使连

2、在电路中的灯泡变亮或者变暗，那么， 能做到使一个灯泡变亮的同时另一个灯泡变暗吗？想一想，试着作出电路图1：R1 R2分析：在左图中，滑片将变阻器分成 R1和R2两个部分，灯L1和L2在两个支 路里，当滑片P向右移动时，与灯L1串联的R1增大，因而通过灯L1的电流反 而减小，灯L1变暗，与灯L2串联的电阻R2减小，因而通过L2的电流增大， 灯L2变亮。在右图中，滑片向右移动时，R1变大，分压变大，灯L1变亮。R2变小， 分压变小，灯L2变暗。欧姆定律一章中的滑动变阻器题型S例1、如图所示电路，电源电压为 9V, R仁7Q,滑动 变阻器R2的最大阻值为30 Q,若电流表采用0至0.6A 量程，电压

3、表采用0至3V量程，为了不使电流表和电 压表损坏，求滑动变阻器 R2的取值范围。解：(1)要保证两表都不损坏，应该先确定以哪只表为 最低标准，当电压表示数为3V时，设整个电路中的电 流为I3，贝U I3 = 3V-0.43A，电流表不会烧坏。当电流表的示数是0.6A时，R1两端的电压为U1, J贝：U1 = 0.6A X 7Q = 4.2V此时不符合题意，电压表超过量程，可能会烧坏。经过上述计算，现在只能取电压表的最大量程3V为依据，当电压表的最大量程为3V时，滑动变阻器两端的电压最小，设 R2两端的最小电压为U2,贝U2= 9V- 3V= 6V,设滑动变阻器接入电路的最小电阻为R2，则根据欧

4、姆定律，可得：U1- R仁 U2 - R2，所以 R2 = U2 X R1 十 U仁 6VX 7Q - 3V= 14Q 故滑动变阻器R2的取值范围为14Q至30Q 注意：例1和例2是不同的，电压表测的对象不一样！例2、如图所示，电流表量程为 0至0.6A，电压表量程为0至15V,电阻R仁30Q,电源电压24V恒定不变，当滑动变阻器连入电路的电阻太小时，电路中电流会超过电流表量程，当滑动变阻器 R2连入电路的电阻太大时，R2两端的电压会超过电压表的量程。 求：在不超过电流表、电压表量程的情况下，滑动变 阻器连入电路的电阻的变化范围。解法一：设滑动变阻器连入电路的电阻为R,我们使用一个简章的方法来

5、列一个不等式方程组，如下：24V-( R+ R1) I 0.12A例12、如图所示，电路中电源电压保持不变，电流表量程是0至3A,电阻R2=12Q,当开关S闭合时，将滑动变阻器 R1的滑片P滑到中点，此时电流表的S读数为1.5A，当P滑到b点时电流表的读数为1A,(1) 变阻器R1的总阻值为多少？(2) 电源电压U的大小(2)允许接入电路的变阻器的最小阻值。解：设电源电压为U,变阻器R1的总阻值为R1, 当滑片P在中点时，有关系如下：U= I1 x R 并=I1 x0.5R1 x R2-( 0.5R1 + R2) 代入I1 = 1.5A，可得：U= 1.5 x0.5R1X 12Q -( 0.5

6、R1 + 12 Q)(1)当滑片P在b点时，有关系如下:U= I2 x R并=I2 xR1x R2-( R1+ R2),代入 I2 = 1A,可得：U= 1xR1x 12Q -( R1+ 12Q)(2)联立(1) (2)两式，或者用(1)-( 2),可解得：R1= 12Q, U= 6V设R1接入电路的最小阻值为R1 ,此时电流表的最大读数为I3 = 3A,此时 R 总=U 十 R= 6V- 3A= 2Q,因为：1 / R 总=1 / R1 + 1 / R2,代入 R 总=2Q, 可解得：R1 = 2.4 Q电功率一章中的滑动变阻器题型例1、(经典之题)如图所示，标有“ PZ1CP 10”字样的

7、小灯泡，与滑动变阻器 串联后接入12V的电源中，当变阻器的滑片 P从一端滑向另一端时，小灯泡的实际功率增大为原来的4倍，求:(1) 变阻器的最大阻值(2) 变阻器接入电路的阻值多大时？小灯泡恰好正常发光?(3)PR当小灯泡正常发光时，3分钟内电流通过变阻器产生的热量是多少? 解：小灯泡的规格是“ 10V, 10W，设灯泡的电阻为RL，2则RL= U -P= 10Q，滑动变阻器在最小处时，灯泡上的 电功率最大，这时灯泡上的电压为 12V,灯泡消耗的功率R= 14.4W。2为：P= U - 当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，灯泡上消耗的功率最小，最小值为：P (最小)=14.4 - 4 = 3.6

8、W此时，灯泡两端的电压最小，最小值为：U= PR .3.6 10 = 6此时滑动变阻器上的电压为：12 V- 6V= 6V,此时通过灯泡的电流就是通过变阻器的电流，设为I，贝U: I = 6V*10Q= 0.6A，所以变阻器的最大电阻为:R (最大)=6V-0.6A = 10Q(2)灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为：I = P额十U额=1A此时变阻器两端的电压为：U= 12V- 10V= 2V,这时变阻器连入电路的阻值为:R= U十 I = 2V- 1A= 2 Q2例2、如图所示的两种简易调光台灯的原理图一样吗?分析：左图不能使灯泡熄灭 而右图能够使灯泡熄灭， 而且，右图的调节范围更广(3)

9、根据 Q= I Rt，代入 I = 1A, R= 2Q，t = 180 秒，得 Q= 360 焦 哪种设计更合理？La r b220V0例3、如图所示，电源电压U= 18V,灯泡L的额定电压为9V,当滑动变阻器的 滑片P移至中点时，灯泡L正常发光，当滑片P移至最右端时，灯泡L的实际 功率为6W则灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为：13.5W、12Q解：设灯泡的电阻为R1,根据题意，当滑片P在中点时， 灯泡L正常发光，即灯泡L分得的电压为9V,此时滑动 变阻器分得的电压也为9V,此时灯泡的电阻R1的阻值 与滑动变阻器最大阻值的一半是相等的，若设滑动变阻 器的全部阻值为R,贝U: R1=

10、0.5R，当滑片P移至最右 端时，灯泡L的实际功率为6W 即:2 2 2 P 实=I R1= 6W=18V-( R1+ R)R1= 18V-( R1+ 2R1)R1= 6W 解得R1= 6Q,所以R= 12Q 灯泡L的额定功率：P额=U R= (9V) $ 6Q= 13.5W例4、如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S后，当滑动变阻器的滑片 P在某一位置时，电压表的示数为 4V,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示 数增大0.2A，通过计算得出电阻R的电功率增大了 2W，则此时电压表的示数为 多少？该定值电阻的阻值是多少？解：设滑片没有移动时电路中电流为11 ,滑片P移动后电路中的电流为

11、12，定值电阻R的阻值为R,其电功 率的改变量为 P,设滑片P没有移动时电压表示数为U1，U仁4V,设滑片P移动后，电压表的示数为 U2,2则根据P= I R可得：2 2 P= 2W=( I2 ) R-( 11 ) R=( I2 11 ) (I2 + 11 ) R= I (U2+ U1)= 0.2A X( U2+ 4V)= 2W,可求得 U2= 6V所以：U- I =( 6V 4V)- 0.2A = 10Q常规解法：根据P= U R可得滑片没有移动时R的电功率为(4V) R2 2根据P= I R可得滑片移动后电阻R的电功率为(4V-R+ 0.2A) R2 2根据题意可得：(4V- R+ 0.2

12、A) R (4V) - R= 2W 解得 R= 10Q 上面的运算非常繁琐，要运用一元二次方程的知识。设移动滑片后电压表的示数为 U,贝U= I X R=( 4V- 10 Q+ 0.2A) X 10Q = 6V例5、(10朝阳二模)如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为25Q，若电路中连接“ 6V 3W的灯泡，闭合开关，调节滑动变阻 器的滑片P在A点的位置，可使其正常发光。若在电路中改接一个“4V 2W的灯泡，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P在B点的位置，也可以使该灯泡正常发光，在这一过程中，下列说法正确的是：ACDA. A点在B点的左侧B电压表的示数由6V变为4VC

13、电流表在两种情况下示数均为 0.5AD.两种状态下电路的总功率相等解：规格为“ 6V, 3W字样的灯泡的一些参数为：U= 6V, I = 0.5A，电阻 R= 12Q规格为“ 4V, 2W字样的灯泡的一些参数为：U= 4V, I = 0.5A , R= 8Q设变阻器第一次(滑片P在A点)接入电路的阻值为R1,贝R1= 12 V- 0.5A 1212Q设变阻器第二次(滑片P在B点)接入电路的阻值为R2,则:R2= 12 V- 0.5A 8Q= 16QP在A点时电压表的示数为：U= 0.5A X 12Q=6VP在B点时电压表的示数为：U= 0.5A X 16Q = 8V2 2第一次电路的总功率为：

14、P1= I R= I (12Q+ 12Q)2 2第二次电路的总功率为：P2= I R= I (8Q+ 16Q)例&如图所示电路，电源电压不变，闭合开关 S,当滑片P置于变阻器的中点 时，电压表的示数为4V,当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了 2V,在15s内定值电阻R1产生的热量为60焦，则下列结果正确的是：CaA、电源电压为10VB、R1的阻值为18QC、滑动变阻器R的最大阻值为9QD R1先后两次消耗的电功率之比为 4: 3解：由题意可知R1的电功率为P仁4W设变阻器的 总阻值为R,设电源电压为U,贝当滑片P在中点时，有关系如下：8V十 R=( U- 4V)十 R1(1)当滑片

15、P在变阻器b端时，电压表的示数为6V (因为变大了 2V),有关系式:6V十 R=( U- 6V)- R1(2)因为R1的电功率P1=4W根据P= UI，可得关系式如下：4W=( U- 6V)X( 6V- R)(3)由(3)式可得：U- 6V= 2R/3U- 4V= (2R/3) + 2(5)将(4)代入到(2)式中得：色二空丄(6)R 3 R1将(5)代入到(1)式中得：-=2)丄 (7)R 3R1再用(6)-( 7)得:2R(2R2)(8)由(8)式解得 R= 9Q, U= 12V, R1= 9Q2设R1第二次消耗的功率为P2,则根据P= I R可得:2P2= 12V-( 9Q + 9Q)

16、X 9Q = 4W所以R1先后两次消耗的电功率之比为1:1，而不是4: 3、如图9所示的电路中，电源电压 4V保持不变，灯L上标有“ 3V 1.5W字样，电流表的量程为(00. 6) A,电压表的量程为(03) V,滑动变阻图9器的最大阻值是20Q。当开关S闭合后，移动滑动变阻器的滑片 P,在保证电 路安全的情况下，下述判断正确的是BCA. 电压表的示数的变化范围为 03VB. 灯L消耗的最小功率小于0.2WC. 电路中的电流最大为0.5A (09 门头沟二模)D. 滑动变阻器连入电路中的电阻越小，它消耗的电功率越小解：灯泡L的一些参数为：额定电压 U= 3V,额定电流I = 0.5A，电阻R

17、= 6Q 变阻器R1连入电路的阻值的范围必须满足以下两个条件：4V-( R+ R1) 0.6A(1)上面的不等式是错误的，因为灯泡的额定电流是0.5A，所以只能列(2)式4V-( R+ R1) 0.5A(2):4V-( R+ R1) X R1 3V(3)代入R= 6,解(2) (3)两个不等式组可得 2Q R1 18Q只要变阻器有一点点连入电路，它两端的电压就不会为0,故A选项是错误的。当变阻器连入电路的阻值为18Q时，电路中的电流最小，最小值为：I = 4V-( 18Q + 6Q) = ( 1/6 ) A,此时灯泡L消耗的功率最小，P (最小)= 2I R= (1/6) X( 1/6 )X

18、6Q =(1/6)W，所以 B选项是正确的。电路中的最大电流为I (最大)，贝U I (最大)=4V-( 6Q + 2Q)= 0.5A尤其要注意的是：因为灯泡的额定电流为0.5A，所以电路中的最大电流只能为0.5A，否则的话，灯泡就会被烧毁！当变阻器连入电路的阻值为2 Q时，它消耗的电功率为：2 2 . . _p= I R=4V( 2Q + 6Q)X 2q = 0.5W当变阻器连入电路的阻值为18 Q时，它消耗的电功率为: p= I R=4V( 18Q + 6Q) X 18 Q = 0.5W由此可知：D选项也是不对的。例8、如图所示电路，电源电压为 U= 7.5V，且保持R不变，R为保护电阻，

19、L为标有“ 6V, 3W的小灯 泡，不考虑灯丝电阻随温度的变化，电流表量程为0至0.6A，电压表量程为0至3V,闭合开关后，A 当滑片移到最左端时，灯泡恰好正常发光，要求丫U -S0.5A， R= 12Q两电表的示数均不超过各自的量程，则保护电阻R的功率变化范围是(0.27至0.75W)解：灯泡L的一些参数是：额定电压 U= 6V,额定电流I =当滑片移到最左端时，电路中只有R和灯泡L,此时电流中的电流为0.5A，此2时保护电阻R的阻值为3Q，此时保护电阻R的功率最大，为P= I R= 0.75W 当滑动变阻器两端的电压为 3V时，此时电路中的电流最小，设最小值为I，则I =( 7.5V 3V

20、)-( 12Q + 3Q)= 0.3A2此时保护电阻 R的功率为P= I R= 0.09 X 3Q= 0.27W例9、某同学做电学实验时，实验电路如图所示，已知他所用的电流表量程为0至0.6A，电压表的量程为0至3V,电源电压为6V保持不变，滑动变阻器的最 大阻值为50Q,定值电阻R0为10Q, S闭合后，在实验操作无误的情况下，正确的说法是：CA、电流表最大示数0.6AB、滑动变阻器消耗的最小功率为 0C、电压表的最小示数为1VD电阻R0消耗的最大功率为1.8W解法一：设经过R0的电流为I0 , R0两端的电压为 U0,则滑动变阻器的滑片移动过程中，必须满足两条件，即：(1) I0 0.6A

21、(2) U0 3V根据U(X 3V及Rg 10Q这两个条件，可以得出通过 R0的最大电流不能超 过0.3A这一结论，所以电路中的最大电流为 0.3A。当电路中的最大电流为0.3A时，R0的功率最大，根据P= I2R可得R0消耗的最大功率为0.9W。 代入R0= 10Q,解(1) (2)两个方程组可得10 QW R 利用10QW R这个条件可以证明 ABD选项都是错误的。当电路中的最大电流为0.3A时，变阻器 消耗的最小功率绝对不可能为 0。解法二：设滑动变阻器连入电路的电阻为 出的条件，两个不等式如下：6V-( R+ RC)w 0.6A:6V-( R+ R0) X R0W 3VR必定有一部分接入电路，所以变阻器R,则R必须满足下列两个不等式所列(1)(2)例10、在标有“ 2V，1W字样的灯泡和标有“ 20Q, 1A”字样的滑动变阻器， 连接在如图所示的电路中，其中电源电压为 6V,电流表的量程为0至0.6A，电 压表的量程为0至3V,闭合开关，移动变阻器的滑片，则电流表和电压表的示 数范围是：0.25A