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关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

时间:2017-08-26 10:26:50  作者:admin  来源:变阻器  浏览:75  评论:0
内容摘要:  在学习电学的过程中,常会遇到在有滑动变阻器的电中,判断电压表、电流表的示数变化或小灯泡的亮度变化问题。由于这类题型用到欧姆定律及串、并联电的特点等知识,还要求学生有一定的综合能力,难度较大,学生每每遇到此类问题时感到束手无策,  1.明确电的连接方式:将电流表和闭合的开关都看...

  在学习电学的过程中,常会遇到在有滑动变阻器的电中,判断电压表、电流表的示数变化或小灯泡的亮度变化问题。由于这类题型用到欧姆定律及串、并联电的特点等知识,还要求学生有一定的综合能力,难度较大,学生每每遇到此类问题时感到束手无策,

  1.明确电的连接方式:将电流表和闭合的开关都看作一根导线,将电压表从电中去掉,俗称“去表法”,这样可以简化电,容易画出等效电。

  2.明确各电表的测量对象:确定电流(电压)表测量的是哪个用电器或哪段电的电流(电压),电流表与哪段电,就测量该段电的电流;电压表与哪段电并联,就测量该段电两端的电压。

  4.根据电源电压不变,结合、并联电的特点、欧姆定律和电功率公式,按:“局部电阻的变化→总体电阻的变化→干(或总体)电流的变化→某一定值电阻两端电压的变化→另一部分导体两端的电压变化→通过某部分导体的电流的变化”的思,按“一电阻二电流三电压”的顺序进行判断电流表和电压表示数的变化情况。下面我就结合实例谈一谈怎样判断此类题的方法。

  例1如图1左所示电中,电源电压不变,闭合开关S后滑动变阻器的滑片P向左移动时( )

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

  解析:运用“去表法”画出等效电,如右图1右,这是一个典型的电,电流表测电中的电流,电压表测R1两端的电压。当滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电中的阻值变小,则总电阻变小,由欧姆定律和电源电压不变的条件,可知电中的电流变大,即电流表示数变大;再由U=IR可知R1两端的电压变大,即电压表示数变大。所以该题所选选项是A。

  例2如图2所示,是小丽设计的压力传感器的原理图,其中R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当压力F增大时( )

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

  解析:本题与例1实质相同,①电阻R1和R2,电流表测量通过电的电流,电压表测量滑动变阻器的两端电压;②当压力F增大时,R1增大,电的总电阻增大;③根据欧姆定律I=U/R可知,U不变,总电阻R增大,故电流表A的示数减小;④加在R2两端的电压U2减小,根据电特点可得:U=U1+U2,在U不变的情况下,U2减小,U1增大,所以电压表V的示数变大。所以该题选A。

  两例也可运用电分压原理解决:两电阻,变阻器电阻变小(大),分配的电压相对减小(增大),而电源电压不变,根据电的总电压等于各部分电两端的电压之和,定值电阻两端的电压变大(变小)。

  例3如图3所示,电源电压保持不变时,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中( )

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

  解析:运用“去表法”画出等效电图如上图,这是一个并联电,对比图3可知,电流表A1测R1的电流,电流表A2测R1、R2的总电流,电压表V测R1或R2两端的电压,也等于电源电压,示数不变;当滑片P向右滑动过程中,R1的电阻、两端的电压都不变,由I=U/R可知R1的电流不变即A1示数不变;滑动变阻器R2的电阻变大,两端的电压不变,由I=U/R可知R2的电流变小;再由并联电中电流关系I=I1+I2可知R1、R2的总电流变小,即电流表A2示数变小。(对A2示数的变化,也可用R2的阻值变大得出电的总电阻变大,由I=U/R得出总电流变小),所以该题所选选项是D。

  例4在图4所示的电中,电源电压保持不变,闭合开关S,将变阻器的滑片向右移动,则( )

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

  解析:本题与例3的共同点是用电器(灯泡)直接并联在电源两端,其电阻、电压、电流、电功率都不变,故灯泡亮度不变;若滑片向右移动,变阻器连入电的电阻变大,电的总电阻变大,由I=U/R得出总电流变小,即安培表示数变小,该题所选选项是C。

  例5如图5左所示的电中,电源电压保持不变,闭合开关S,将变阻器的滑片向右移动,判断电压表、电流表示数的变化。

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

  解析:去掉电表后电如右图,R1、R2,电流表测电中的电流,电压表测滑片P与R2右端两点间的电压,因变阻器R2接成定值电阻连入电,故滑片向右移动时,电的总电阻不变,由I=U/R得出总电流不变,即电流表示数不变;滑片P与R2右端两点间的电阻变小,由U=IR可知,电压表的示数变小。

  例6如图6是一个去掉电表后的电图,电源电压保持不变,将变阻器的滑片向右移动,请判断R1、R2、R3、R4两端的电压和它们中的电流变化情况。

关于滑动变阻器引起的电表示数变化问题

  解析:这是一个比较复杂的电,只有分析出各元件的电压、电流变化规律,才能进一步分析电表示数的变化。当变阻器的滑片向右移动时,R1连入电的阻值变大,则电的总电阻变大,由电源电压保持不变和I=U/R可知电中的总电流变小。对于R3,阻值不变,电流变小,由U=IR可知它两端的电压变小;由电的总电压等于各部分电两端的电压之和可知UAB变大,对于R2,由于电阻不变,两端的电压变大,故通过它的电流变大。

  由于并联电中干电流等于各支电流之和,干电流变小,R2所在支电流变大,故、R4所在支电流变小,由U=IR可知R4两端的电压变小;因UAB变大,R1两端的电压变小。

  从例6分析的结果上看,滑片向右移动,变阻器R1的阻值变大,与R1相的R3、R4电流、电压均变小;与R1相并联的R2电流、电压均变大,因此除①用电器直接接在电源上,两端的电压不变;②滑动变阻器接成定值电阻两种特殊情况外的复杂电,可简单归纳为“反并联同”,即与滑动变阻器相的元件,电压、电流的变化趋势与变阻器的电阻变化趋势相反;与滑动变阻器相并联的元件,电压、电流的变化趋势与变阻器的电阻变化趋势相同。

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