滑动变阻器的接法分析,本文主要内容关键词为:变阻器论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
对于含滑动变阻器的电路,如果滑动变阻器的滑片位置发生变化,会使整个电路中各 部分电学量相应发生变化,而滑动变阻器又有多种接法,从而更增加了电路分析的难度 ,高中物理中滑动变阻器主要有以下四种接法:
一、串短电路
如图1所示,设AB两点间的电阻R[,AB]为R[,x],则R - R[,x]部分被短路。滑动触头P 向右移动时,R[,AB]变大;滑动触头P向左移动时R[,AB]变小。
附图
例1 如图2所示的电路中,及R[,1]、R[,2]、R[,3]和R[,4]皆为定值电阻,R[,5]为可 变电阻,电源的电动势为E,内阻为r。设电流表A的示数为I,电压表V的示数为U[,0]当 R[,5]的滑动触点向图中a端移动时,有
附图
A.I变大,U变小
B.I变大,U变大
C.I变小,U变大
D.I变小,U变小
分析 当滑动变阻器的滑动触头向a端移动时,R[,5]的阻值变小,使R[,2]、R[,4]、 和R[,5]的总阻值R[,ab]
附图
二、并串电路
如图3所示,设滑动变阻器的总电阻为R,电路可以等效为R[,x]同R[,0]的并联后再与R - R[,x]串联在
附图
当R[,x]变大时,串联的R - R[,x]减小,R[,AB]减小,反之亦然。
可见,R[,AB]随串联部分电阻的增大而增大,随串联部分电阻的减小而减小。
例2 如图4所示,电源的电动势E = 6V,内阻r = 1Ω,滑动变阻器的最大阻值为R = 6Ω。
附图
①电源所能输出的最大功率P[,0]是多少?
②当负载电阻R[,1]大于某一值R[,m]时,无论滑动变阻器触头滑到何处,电源的输出 功率都比P[,0]小,求R[,m]。
解析 ①当电源的内电路与外电路电阻相等时,电源的输出功率最大。
附图
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可见,当两并联部分电阻相等时,R[,AB]最大。
例3 如图6所示的电路中,电源电动势为E,内电阻不计,灯L[,1]、L[,2]的电阻分别 为R[,1]、R[,2],滑动变阻器的总电阻为R[,0]。开关闭合后,在滑动触片c从a端移动 到b端的过程中,灯L[,1]、L[,2]亮度变化的情况是(设灯的电阻均保持不变,且均未超 过各自额定功率)
附图
A.若R[,2]>R[,0],则L[,1]不断地变暗,L[,2]不断地变亮
B.若R[,2]>R[,0],则L[,1]先变暗后变亮,L[,2]先变亮后变暗
C.若R[,2]<R[,0],则L[,1]先变暗后变亮,L[,2]先变亮后变暗
D.若R[,2]<R[,0],则L[,1]先变暗后变亮,L[,2]不断地变亮
分析 若R[,2]>R[,0],则无论滑动触片c在何处,都不可能使并联的两部分电阻相同 ,在滑动触片c从a端移动到b端的过程中,总电阻不断增大,则L[,1]不断变暗,L[,2] 两端的电压不断变大,L[,2]不断变亮,故A正确,B错误。
若R[,2]<R[,0],当两并联部分电阻相同时,总电阻最大,在滑动触片c从a端移动到b 端的过程中,总电阻先增大后减小,则L[,1]先变暗后变亮,L[,2]两端的电压不断变大 ,L[,2]不断变亮,故C错误,D正确。
四、电桥电路
如图7所示,设滑动变阻器的总电阻为R,电路可以等效为R[,0]同R[,x]的并联再与R[,0]同R - R[,x]的并联串联在一起。则
附图
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头从左向右滑动,或从右向左滑动时,都有R[,AB]先增大后减小。
例4 如图8所示的电路,总电压U保持不变,滑动变阻器的总电阻为2R,当滑片位于变 阻器的中点O时,4个电流表,A[,1]、A[,2]、A[,3]、A[,4]的示数都相等,且为I[,0] ,当滑片移到O′时,则
附图
A.A[,1]的示数大于I[,0]
B.A[,2]的示数大于I[,0]
C.A[,3]的示数大于I[,0]
D.A[,4]的示数大于I[,0]
分析 当滑片在变阻器的中点O时,I[,0]为U/2R,电路的总电阻最大。当滑片滑到端 点O′时,电路的总电阻最小,总电流最大,A[,3]的示数为干路的电流,故C正确;A[,1]的示数为零,故A错故D错误。