(三)变阻器

用来改变电阻的装置,叫做变阻器。实验室中常用的是滑动变阻器。它的构造如图甲所示。在瓷筒上紧密缠着一个线圈,线圈是用涂着绝缘漆的合金线绕成,它的两头分别接在接线柱A、B上。瓷筒上方装着一跟金属棒,棒的两端各有一个接线柱C和D,棒上还套着一个可以滑动的金属片P,滑片P紧压在线圈上,线圈上跟滑片接触的地方的绝缘漆已经刮去。图乙是滑动变阻器的示意图,丙是它在电路中的符号。

下图所示的是旋钮式电阻箱的示意图,它的面板上有两个接线柱,还有几个旋钮,旋钮旁分别标有倍率×1、×10、×100、×1000的字样,旋钮的周围标有0--9共十个数字。使用时面板上的标志(白点)指着的数值再乘以旋钮旁所标的倍率,就是这个旋钮下面连入电路的电阻值。图中所示的这个电阻箱可以组成0--9999欧姆范围内的各种整数的电阻值,供实验时使用,如图所示的情况,这时的电阻值为2408欧姆。

[典型例题]

[例1] 将电阻为1Ω的金属丝对折并绞合在一起后的金属丝的电阻又是多少?

分析:金属丝对折并绞合后的长度为原来的1/2,横截面积却是原来的2倍。

解答:

利用公式

则   ∴

说明:若将1的金属丝均匀拉长为原长的3倍时,电阻又是多少?这里既要考虑到由于金属丝被拉长,电阻将要增大到原来的3倍外,还应注意在拉长的同时金属丝要变细到原来的1/3,因此电阻仍要增大到3倍.合计是9倍,所以被拉长后的金属丝电阻是9欧姆。

所以当金属丝对折并绞合一起使用或被均匀拉长时,我们看到不仅长度变化,同时横截面(即粗细)也要发生变化,都会影响电阻的大小。

[例2] 有甲、乙两导体用同种合金制成,且长度也相等,而甲导体的横截面积是乙导体的2倍,哪个的电阻大?若将甲导体的长度均匀地拉长为原来的2倍,甲、乙两导体的电阻哪个大? 

分析:根据导体的电阻与横截面积的关系,可知乙导体的电阻大。

若将甲导体的长度拉长为原来的2倍,当导体的体积不变时,甲导体的横截面积将减小为原来的1/2,即与乙导体的横截面积相等.根据导体的长度与电阻的关系,可判断甲导体的电阻大于乙导体的电阻。

解答:乙导体的电阻大;甲导体的电阻大。

说明:因为导体的电阻是由材料、长度、横截面积和温度等因素决定的,所以要比较两导体电阻的大小,这些因素必须共同考虑

[例3] 关于电阻的大小,以下说法正确的是(温度变化的影响忽略不计)(   )

A. 导线越长,电阻越大

B. 导线越粗,电阻越小

C. 铁导线的电阻比铜导线的电阻大

D. 同种材料、粗细相同的导线越短,电阻越小

分析:导线电阻的大小是由导体的长度、横截面积和材料等因素决定的.A只比较了导线的长度;B只比较了导线的横截面积;C只比较了导线的材料;它们都不完整,都是错误的。

解答:D

说明:影响电阻大小的是导体的长度、横截面积、材料、温度诸因素,因此思考问题应全面。

[例4] 图2是滑动变阻器改变电流强度的实验电路图,当滑片P向左移动要使灯变暗,电路图中的M,N两线头应与滑动变阻器的哪两个接线柱相连?此时电流表示数将怎样变化?

分析:要使图中的灯变暗,即通过灯中的电流变小,要求滑动变阻器接入电路的电阻线的长度变长。由于此时滑片P是向左移动的,PB段变长,为使电流通过PB段,所以必须一端用B接线柱,另外再在金属杆两端任选一接线柱接入电路。

解答:M,N两线头应分别与滑动变阻器的B,C(或D)相连,电流表示数将变小

说明:当已知滑动片P的移动方向后,应先判断接入电路的电阻值是变大还是变小,然后确定电阻线接入电路部分是变长还是变短,最后选[例5]在如图3所示的电路中,R为滑动变阻器,电源电压恒定,当滑片由b向a滑动的过程中,电流表的示数如何变化?灯泡的亮度如何变化?

 

定下面的接线柱

分析:在滑动变阻器的滑片由b向a滑动的过程中,它接到电路中的阻值由最大逐渐减小到零,但此时整个电路中的电阻并不为零。

解答:当滑动变阻器的滑片在b点时,电路中的电阻最大,此时电流表的示数为最小。当滑片由b向a滑动的过程中,电路中的电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,电流表的示数就逐渐增大。当滑片滑到a点时,电流表的示数为最大.在此过程中灯泡的亮度逐渐变亮。

说明:从滑键处把变阻器的总电阻分成了两部分,要分清哪一部分接在电路中,当滑键移动时,这部分电阻怎样变化。这样的分析十分重要。

[例6] 如图6所示,已知:R1=15欧姆,滑动变阻器变化范围是0-50欧姆,则:

 

(1)P在a端时,=______欧姆,=______欧姆;

(2)P在b端时,=______欧姆,=______欧姆;

(3)P在中点c处,=______欧姆,=______欧姆;

(4)P从a向b移动,R′将______,将______;

(5)P从b向a移动,R′将______,将______.

分析:滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻=0欧,电路总电阻=R1=15欧,滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻应是最大时,=50欧姆,此时总电阻=R1+=65欧。当滑片P在中点c处时,滑动变阻器接入电路的电阻是滑动变阻器最大阻值的一半,=25欧,此时电路中总电阻=+R1=40欧姆.当滑片P从a向b移动时,若以c为动点,则很清楚地从图中可以看到接入电路的电阻变大,所以电路中总电阻也变大.当滑片P从b向a移动时,若以c为动点,则很清楚可以看到接入电路电阻变小,所以电路中总电阻也将变小。

解答:

(1)0,15

(2)50,65

(3)25,40

(4)变大,变大

(5)变小,变小

说明:对滑动变阻器不仅要会根据结构示意图进行分析,同时还要会根据滑动变阻器在电路图中的符号进行分析。

[模拟试题]

 0  195636  195644  195650  195654  195660  195662  195666  195672  195674  195680  195686  195690  195692  195696  195702  195704  195710  195714  195716  195720  195722  195726  195728  195730  195731  195732  195734  195735  195736  195738  195740  195744  195746  195750  195752  195756  195762  195764  195770  195774  195776  195780  195786  195792  195794  195800  195804  195806  195812  195816  195822  195830  447090 

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