滑动变阻器:
构造:瓷筒、电阻丝(阻值很大)、滑片P、金属杆、接线柱。结构示意图:
变阻原理:通过改变接入电路中的电阻线的 长度 来改变电阻。
使用方法:
①根据铭牌选择合适的滑动变阻器;
②滑动变阻器应 串 联在电路中;
③接法是“ 一上一下”接;
④接入电路前(闭合开关前)应将滑动变阻器调到 阻值最大处 。
铭牌:某滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”字样,50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0~50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A。
作用:①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路。
优缺点:能够逐渐连续改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值是多少。
3.电阻箱的读数方法
A:旋盘式:各旋盘下小三角指示的数×面板上标记的倍数,然后加在一起,就是电阻箱接入电路的电阻值。
B:插孔式:插入的不读,不插入的读 。
典型例题
例1 .现有几根锰铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如右表所示.请你设计实验方案,在不剪断合金丝的前提下,比较锰铜合金丝和镍铬合金丝这两种材料的导电性能。
(1)应选用编号为 _________ 的锰铜合金丝和编号为 _________ 的镍铬合金丝进行实验.
(2)选择实验器材并根据所选器材,画出一个能反映实验方案的电路图.
解析:(1)对于多变量的探究题目,要采用控制变量的思想来设计实验;探究的是不同材料的合金丝的导电性能,就需要保持合金丝的材料不同,而控制其他因素保持一致.回归此题,锰铜合金丝和镍铬合金丝的材料不同,要想探究它们的导电性能就必须控制长度和横截面积保持一致,据此来选择实验材料。
(2)合金丝导电性能的好坏无法直接看出,所以需要运用“转换法”将其转化为易观察的现象;方法有多种,可在电路中接入一个小灯泡,通过小灯泡的明暗程度来判断它们的导电性,但这样的实验效果不是太明显;也可以在电路中接入一个电流表,通过电流表的示数来间接判断它们的导电性能。
答案:解:(1)由控制变量法知,应控制两种材料的长度和横截面积相等来进行研究,表格中,D、H两根导线符合要求.
故答案为:D、H
(2)由分析可知,在电路中串联一电流表,通过电流表的示数来判断它们的导电性能;
器材:电源、电流表、开关一个、导线若干、D导线和H导线各一根;
方法:在A、B之间分别接入D、H两根导线,观察电流表的示数的不同.若电流大,则表示导电性能好.作图如下:
例2 实验课上,同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图甲所示的电路中,闭合开关后,两灯发光.此时,一同学不小心把L1的玻璃外壳打破了,结果L1熄灭,L2却更亮了.这是为什么呢?他们提出猜想:
猜想一:可能L1处发生断路;
猜想二:可能L1处发生短路.
(1)根据串联电路的特点,可知“猜想一”是 _________ (选填:“正确”或“不正确”)的.
(2)针对“猜想二”,同学们找来一只电压表,先后并联在L1、L2两端,如图乙所示.假如“猜想二”是正确的,则电压表并联在L1两端时 _________ 示数(选填“有”或“无”),并联在L2两端时 _________ 示数(选填“有”或“无”).
(3)实验发现两次电压表均有明显读数,且L1两端电压比L2两端电压小,说明“猜想二”也不正确.你认为L1熄灭、L2更亮的原因可能是( _________ )
A、L1电阻变大. B、L1电阻变小.
C、L2电阻变小. D、L1功率变大
解析:本题考查了串联电路的特点和电压表使用,对一个物理问题可以大胆猜想,然后通过试验验证猜想,如果符合则猜想正确,如果不符合,则猜想错误.
答案:解:(1)根据串联电路的特点,如果某处有断路,则整个电路就会不通,而结果是结果L1熄灭,L2却更亮了,所以猜想1不正确;
(2)L1处如果发生短路,则电阻为0,所以电压表两端应该没示数,L2正常,所以并联在L2两端时有示数;
(3)实验发现两次电压表均有明显读数,且L1两端电压比L2两端电压小,说明既不是段路也不是短路,而是L1电阻变小;
故答案为:(1)不正确;(2)无、有;(3)B
例3 小明同学在科技活动中,了解到有一种热敏电阻,其电阻R随温度t变化的图象如图甲所示.请回答:
(1)热敏电阻的阻值随温度的升高而 _________ (选填“增大”或“减小”).
(2)小明想利用热敏电阻制成温度报警器.实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(阻值不随温度的变化而变化).为了辨别它们,小明设计了如图乙所示的电路.
①接下来小明应进行的操作步骤是.
②如何判断哪只是热敏电阻?.
解析:(1)从图象中可以看出,电阻随温度的升高而减小;
(2)①根据热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,因此使电路形成通路,并改变其中一个电阻的温度;
②根据电流表的示数和温度变化的电阻判断出热敏电阻。
答案:解:(1)根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出,电阻随温度的升高而减小,因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;
(2)小明将两个完全相同的电阻串联起来,为了探究电阻与温度的关系,首先需要操作的是:
闭合开关,对其中一只电阻加热。
然后通过观察电流的示数变化,如果电流示数变化说明热敏电阻随温度的变化而改变;若电流表示数增大.则该电阻为热敏电阻(或若电流表示数不变,则该电阻为定值电阻,另一只为热敏电阻)。
故答案为 (1)减小;
(2)①闭合开关,对其中一只电阻加热.
②若电流表示数增大.则该电阻为热敏电阻(或若电流表示数不变,则该电阻为定值电阻,另一只为热敏电阻)。
例4 小王同学在探究“决定电阻大小的因素”时,做出了如下猜想:
①在温度不变时,导体的电阻与导体的材料有关;
②在温度不变时,导体的电阻与导体的横截面积有关。
供他选择的导体如表所示。
要想验证猜想①,应选表中两个导体的序号时: _________ ;
要想验证猜想②,应选表中两个导体的序号时: _________ .
解析:要探究电阻与材料的关系,根据控制变量法,应选取长度、横截面积都相同,而材料不同的两根电阻丝;
要探究电阻与横截面积的关系,根据控制变量法,应选取材料、长度都相同,而横截面积不同的两根电阻丝.
答案:解:要探究电阻与材料的关系,根据控制变量法必须控制除了材料以外的所有因素相同.由表格中可知,序号A和C的长度、横截面积都相同,所以要想验证猜想①,应选表中的序号A和C;
要探究电阻与横截面积的关系,根据控制变量法必须控制除了横截面积以外的所有因素相同.由表格中可知,序号B和C的材料、长度都相同,所以要想验证猜想②,应选表中的序号B和C.
故答案为 A和C;B和C.
例5 现有两个电压表、一个电源、一个已知阻值为R0的电阻、一个开关和一些导线,要用以上器材测出未知阻值的电阻Rx要求:
(1)在下面虚线框内分别画出两种不同方法的电路图;