Question

7．旋转式变阻器（电位器）如图1（a）所示，它有三个接线柱a、b、c，它是通过转动旋钮来改变电位器接入电路中电阻的．某小组同学为了弄明白电位器的接线方法，他们将电位器的ab接线柱接入如图1（b）所示的电路中，先沿逆时针方向将旋钮转到底，接着顺时针转动旋钮，在下表中记下旋钮转过的角度θ以及经测量和计算得到的对应电阻值R_x．做完上述实验后，他们又分别将电位器的ac和bc接线柱接入电路中，重复上述实验步骤，记录数据如表所示．

ab接入电路			ac接入电路			bc接入电路
序号	θ（度）	Rx（欧）	序号	θ（度）	Rx（欧）	序号	θ（度）	Rx（欧）
1	0	0	7	0	97.7	13	0	97.7
2	60	15.7	8	60	97.7	14	60	82.7
3	120	37.2	9	120	97.7	15	120	61.2
4	180	58.7	10	180	97.7	16	180	39.7
5	240	80.2	11	240	97.7	17	240	18.2
6	300	97.7	12	300	97.7	18	300	0

①实验中电阻R的作用是：保护电路．
②分析比较表中数据可得：当电位器ac接线柱接入电路时，不能起到改变电阻的作用．
③分析实验序号1～6的相关数据可得：当电位器ab接线柱接入电路时，旋钮顺时针转过的角度θ越大，电位器接入电路的R_x阻值越大；进一步分析可知：当电位器顺时针转过的角度在范围60°≤Rx≤240°时，R_x的阻值变化量与θ的变化量成正比．
④小王同学根据上述R_x与θ的关系，设计了一个利用电位器测角度的装置，如图2所示．当安装在旋钮上的指针水平向右时，测出电位器R_x的阻值为82.7欧，当旋钮顺时针转过α角后，R_x的阻值为61.2欧，则角α为60°．该装置能够比较精确测量的角度范围为0～180°．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，电阻R和电位器串联，可以起到保护电路的作用；
（2）分析表中数据可以看出哪两个接线柱接入电路时不能起到改变电阻的作用；
（3）根据表中数据可以得出结论；
（4）已知电阻的大小，可以找到对应的角度，进一步求出转过角度的大小，进一步判断出该装置能够比较精确测量的角度范围．

解答 解：①实验中电阻R的作用是保护电路；
②不能起到改变电阻的作用，说明电阻的大小不变；分析比较表中数据可得：当电位器ac接线柱接入电路时，不能起到改变电阻的作用；
③分析表中数据可知，当电位器ab接线柱接入电路时，旋钮顺时针转过的角度θ越大，电位器接入电路的R_x阻值越大；进一步分析可知：角度的变化量是60度时，
电阻的变化量都是21.5Ω，所以电位器顺时针转过的角度在范围60°≤Rx≤240°时，R_x的阻值变化量与θ的变化量成正比；
④图2连接的是bc，由表中数据可知，电位器R_x的阻值为82.7欧，对应的角度为60度，当阻值为61.2欧时，对应的角度为120度，所以角α为120度-60度=60度；
由表可知，角度在60～240度之间时，电阻的变化量都为21.5Ω，所以该装置能够比较精确测量的角度范围为60～240度；
该装置能够比较精确测量的角度范围为0～180度．
故答案为：①保护电路．
②ac．
③越大；60°≤Rx≤240°．
④60°；180°．

点评 本题考查了电位器的原理、电位器的调节，是一道基础题，分析图示电位器、判断出电路电阻如何变化，关键是能从表所给数据中找到有用的数据．