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变阻器在生活中的用途很广,如调节电风扇的转速、调节收音机的音量、控制电动自行车行驶的速度、改变台灯的亮度等都用到了变阻器.风扇调速器有两种:一种是能连续调节,另一种是能间断调节.下面我们就自己动手设计一个能间断调节的变阻器.
活动器材:电炉丝(常温下电阻为50 Ω)、图钉(若干)、钢锯、薄木板、接线柱(两个)、剪刀、铜片、端部有螺纹的较细金属柱(可用螺钉代替)、螺母、弹性压片、旋钮(如电位器旋钮)、方形底座、螺钉、电烙铁、焊锡丝、圆规.
活动步骤1.用钢锯把薄木板锯成大约为15 cm×20 cm的板面,在板下角两边钉上方形底座,使薄木板直立;(如下图所示)
2.首先在电炉丝上作若干等分点标记,然后在各等分点上用软导线焊接出一条引线,每条引线的另一端连接一只图钉,并用电烙铁把图钉和引线焊牢;
3.用剪刀把铜片剪成长约5 cm、宽约1 cm的转柄,它的一端翘起,一端打孔,让金属柱(转轴)穿过柄孔后在适当位置处与它焊在一起,金属柱上端安上旋钮;
4.用螺钉在板下部中间钻孔,把带柄转轴旋入孔中,加弹性压片,扭上螺母进行半固定(使其可以转动);
5.用圆规以轴孔为圆心、柄端为半径画弧,把连接在电阻丝上的图钉依次钉在圆弧上;
6.使电阻丝的一端用导线与接线柱A连接,从转轴的螺母上焊上一段导线与接线柱B连接;
7.最后,在板的C、D处各钉一只图钉,限定转柄的转动范围.
使用方法:可将A、B与电炉、小电动机或电吹风机串联接入电路,转动旋钮,电路中变阻器的电阻即可成倍改变,从而使用电器的工作状态发生变化.
问题思考:1.将A、B接入电路,当旋钮处于如图所示位置时,电流经过变阻器的哪部分?
2.这种变阻器与滑动变阻器有哪些异同?
3.根据以上的对比,你能否对该变阻器进行进一步的改进?
(1)、要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过
(2)、下表是该组同学所做实验的记录:
| 电磁铁(线圈) | 50匝 | 100匝 | ||||
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 电流/A | 0.8 | 1.2 | 1.5 | 0.8 | 1.2 | 1.5 |
| 吸引大头针的最多数目/枚 | 5 | 8 | 10 | 7 | 11 | 14 |
②.比较实验中的1和4(或2和5或3和6),可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数
(3)、在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出一个问题:“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?”
①.你对此猜想是:
②.现有大小不同的两根铁芯,利用本题电路说出你验证猜想的方法:
(1)连接电流表时应选用
(2)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求:连线不得交叉).
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是
(4)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,请读出电流表的示数,并填入表格中.
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.8 | 4.0 |
| 电流I/A | 0.18 | 0.2 | 0.22 | 0.25 | 0.28 | ① | 0.32 |
| 电功率P/ | 0.18 | 0.3 | 0.44 | 0.625 | 0.84 | ② | 1.28 |
| 灯泡发光情况 | 很暗→暗→正常发光→很亮 | ||||||
(6)小组同学们分析了实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的
(7)用图乙电路还可测量灯泡的