变阻器
上一节《电阻》中我们探讨了决定电阻大小的因素,我们基于此设计了变阻器,用以改变电路中电阻的大小。
那么,变阻器是如何工作的呢?我们来通过探究实验进行分析。
实验:铜线圈的滑动引起电阻的改变
选取一根自动铅笔芯,照图连接电路。使铅笔芯一端与导线相连,另一端用铜导线圈套在铅笔芯上,随着铜导线圈在铅笔芯上移动,小灯泡的亮度怎样变化?
在上面的实验中,随着铜导线圈在铅笔芯上移动,小灯泡的亮度会发生连续变化,接入电路中的铅笔芯越短,电阻越小,小灯泡越亮。
变阻器的引入
通过以上实验可以得出:铅笔芯的长度的改变,可改变其阻值的大小的结论。
变阻器的概念
能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。如图所示,为学生实验中经常用到的滑动变阻器。
电阻丝周边涂有绝缘层,密绕在绝缘管上。只有水平方向的一条线上的绝缘层被刮掉,可以导电。
滑动变阻器是利用改变导线长度来改变连入电路中电阻大小的。
画电路图时,滑动变阻器的画法如图所示:
滑动变阻器的结构
实验:练习使用滑动变阻器
如图所示,
1、观察滑动变阻器的结构。
为什么与滑片接触处的电阻丝的绝缘层被刮去?哪两个接线柱之间的电阻是不变的?
哪两个接线柱之间的电阻很小?移动滑片时,哪两个接线柱之间的电阻随着改?向哪个方向移动时电阻变大?
2.连接滑动变阻器
要使滑动变阻器和用电器中的电流相同,滑动变阻器应该与用电器串联。按图1连接电路,闭合开关,观察电路是否接通。
3.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度。
若要使小灯泡由暗变亮,滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动?
尝试移动滑片,观察电流表的示数或小灯泡的亮度变化。
想一想,接通电路前应将滑片放到什么位置上?
在实验报告中写出选用的仪器、设计的电路实验操作步骤及你对上面几个问题的回答。
实验过程中你又发现了哪些新问题?和同伴们交流。
4.用滑动变阻器控制电阻两端的电压
按连接电路,其中R是定值电阻R′是滑动变阻器。
(1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使R两端的电压成整数倍地变化,如2V、4V、6V等
(2)换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍地变化,如5、10、15等。闭合开关,调节变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。
变阻器的应用
变阻器通常标有最大电阻和允许通过的最大电流,使用时要根据需要进行选择,不能使通过的电流超过最大值,否则会烧坏变阻器。
通常在使用前应将电阻调节到最大。
变阻器在电路中的作用主要是改变电阻的大小,进而改变电路中的电流。
滑动变阻器一般只在实验室中应用。
有些家用电器音量调节的器件也是一种变阻器,通常称为电位器。它通过机械式旋钮调节阻值的大小。电位器也可以用在其他电器上,例如,可调亮度的电灯,可调温度的电热毯、电饭锅,等等。
除机械式电位器外,数字电位器被人们越来越广泛地使用。数字电位器是一种用数字信号控制阻值的器件(集成电路)。与机械式电位器相比,数字电位器具有可程序控制改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等重要优点,已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到应用。
滑动变阻器测定油箱油量
电阻丝周边涂有绝缘层,密绕在绝缘管上。只有水平方向的一条线上的绝缘层被刮掉,可以导电。
滑片P可在滑动变阻器横梁上滑动改变电阻丝长度,进而改变电阻的大小。
原理:改变连入电路中线长度,改变自身阻值。
《变阻器》基础知识巩固题
1、构造: 、 、 、 、 。变阻器的工作原理 。
2、滑动变阻器的铭牌:某滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”字样,50Ω表示 。1.5A表示 。作用:① ,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电流。应用:电位器
3、变阻器分类: 和 。
4、半导体的导电性介于 和 之间。利用它可以制成 、三极管等。超导现象是物体温度降到一定程度时电阻就 。
5、滑动变阻器是用 较大的合金线制成的,这种合金线又叫做电阻线,改变电阻线在电路中的 ,就可以逐渐改变电路的电阻大小,从而逐渐改变电路中 的大小。
6、在滑动电阻器改变电灯亮度的实验中,对于连接实验电路的注意事项,不必要的是 。
A、连入滑动变阻器时,应使滑片位于滑动变阻器值最大位置
B、开关、电流表应接在靠近电源电流流出的一端
C、连接电路时,应将开关断开
D、电流表应串联在电路中,并且电流表的“+”接线柱,靠近电源的“+”极一端
7、“三看法”判断滑动变阻器阻值变化:一看柱,弄清滑动变阻器连入电路的两个接线柱;二看丝,弄清连入电路中的 是哪一部分;三看变化,根据滑片P的移动分析接入电路中的电阻丝 的变化,从而明确接入电路中电阻的变化。
8、滑动变阻器接法规律:采用“一上一下”接法,关键在 (上或下),连入电路电阻丝越 (长或短),电阻越大;如果滑片向右移动电阻变大,则连接线圈下端 边接线柱,如果滑片向右移动电阻变小,则连接线圈下端 边接线柱。
9、在做“滑动变阻器控制灯泡亮度实验中”安装电路时,应从铜线和铁线中选择 线;制作一个滑动变阻器,选择电阻线材料时,应从锰铜合金和镍铬合金中选择 合金。
10、如图所示,电阻箱的示数是 。
《变阻器》基础知识巩固题答案
1、瓷筒 线圈 滑片 金属棒 接线柱 通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。
2、滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0—50Ω 滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A 通过改变电路中的电阻丝的长度从而改变电阻。
3、滑动变阻器 电阻箱
4、导体 绝缘体 二极管 变为0
5、电阻率 长度 电流
6、B
7、电阻丝 长度
8、下 长 左 右
9、铜 镍铬
10、1893
(*内容源自初中物理网)
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