11.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度。
(1)实验室中有一铭牌上标有“20 Ω 2 A”字样的滑动变阻器,共有3个接线柱,如图甲所示,若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有
(2)现提供电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图乙中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变暗。
(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再

(1)实验室中有一铭牌上标有“20 Ω 2 A”字样的滑动变阻器,共有3个接线柱,如图甲所示,若要把它其中的两个接线柱连接到电路中去,共有
3
种接法;“20 Ω”指的是A、B
接线柱间的电阻值,“2 A”指的是滑动变阻器允许通过的最大电流值为 2 A
。(2)现提供电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,请在图乙中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变暗。
(3)如果你还想知道电路中电流值的改变情况,需在电路中再
串
联一个电流
表。答案
11.(1)3 A、B 滑动变阻器允许通过的最大电流值为 2 A (2)
解析
【分析】
第(1)问:滑动变阻器有3个接线柱,选两个接入电路时,需考虑接线组合,明确总接法数量;滑动变阻器铭牌的参数对应其最大阻值和允许通过的最大电流,需结合接线柱理解。
第(2)问:要使滑片右移时灯泡变暗,需滑动变阻器接入电阻变大,根据滑动变阻器“一上一下”的接线原则,确定接入的接线柱,再将滑动变阻器与其他元件串联成完整电路。
第(3)问:测量电路电流需遵循电流表的使用规则,明确电流表的连接方式。
【解析】
(1) 滑动变阻器的接线柱为A、B(下接线柱)和C(上接线柱),选两个接入电路的接法有:A与B、A与C、B与C,共3种;“20 Ω”是滑动变阻器的最大阻值,即A、B接线柱间的电阻值;“2 A”是滑动变阻器允许通过的最大电流值。
(2) 滑片向右移动时灯泡变暗,说明电路电流变小,滑动变阻器接入电阻变大,因此需将滑动变阻器的左下接线柱A和上接线柱C接入电路,再将滑动变阻器、开关、小灯泡依次串联在电源两端,连接图如参考答案所示。
(3) 根据电流表的使用规则,测量电路电流需将电流表串联在电路中。
【答案】
11.(1)3 A、B 滑动变阻器允许通过的最大电流值为2 A (2)
(3)串 电流
【知识点】
滑动变阻器的使用、电路连接、电流表的使用
【点评】
本题考查电学基础内容,涵盖滑动变阻器的接法、铭牌含义、电路连接及电流表的使用,需掌握滑动变阻器“一上一下”的接线原则和电流表串联的使用规则,属于常规基础题。
【难度系数】
0.5
第(1)问:滑动变阻器有3个接线柱,选两个接入电路时,需考虑接线组合,明确总接法数量;滑动变阻器铭牌的参数对应其最大阻值和允许通过的最大电流,需结合接线柱理解。
第(2)问:要使滑片右移时灯泡变暗,需滑动变阻器接入电阻变大,根据滑动变阻器“一上一下”的接线原则,确定接入的接线柱,再将滑动变阻器与其他元件串联成完整电路。
第(3)问:测量电路电流需遵循电流表的使用规则,明确电流表的连接方式。
【解析】
(1) 滑动变阻器的接线柱为A、B(下接线柱)和C(上接线柱),选两个接入电路的接法有:A与B、A与C、B与C,共3种;“20 Ω”是滑动变阻器的最大阻值,即A、B接线柱间的电阻值;“2 A”是滑动变阻器允许通过的最大电流值。
(2) 滑片向右移动时灯泡变暗,说明电路电流变小,滑动变阻器接入电阻变大,因此需将滑动变阻器的左下接线柱A和上接线柱C接入电路,再将滑动变阻器、开关、小灯泡依次串联在电源两端,连接图如参考答案所示。
(3) 根据电流表的使用规则,测量电路电流需将电流表串联在电路中。
【答案】
11.(1)3 A、B 滑动变阻器允许通过的最大电流值为2 A (2)
【知识点】
滑动变阻器的使用、电路连接、电流表的使用
【点评】
本题考查电学基础内容,涵盖滑动变阻器的接法、铭牌含义、电路连接及电流表的使用,需掌握滑动变阻器“一上一下”的接线原则和电流表串联的使用规则,属于常规基础题。
【难度系数】
0.5
12.如图,甲、乙两电路中的电源电压相等且保持不变,$L_1$、$L_2$两个灯泡的规格相同,两个电路中的滑动变阻器的规格也相同。闭合开关,将两个电路中的滑动变阻器的滑片从中点向右滑动的过程中,下列关于两个灯泡亮度情况描述正确的是(

A.$L_1$逐渐变亮
B.$L_2$逐渐变暗
C.$L_1$始终比$L_2$亮
D.$L_2$始终比$L_1$亮
D
)。A.$L_1$逐渐变亮
B.$L_2$逐渐变暗
C.$L_1$始终比$L_2$亮
D.$L_2$始终比$L_1$亮
答案
12.D
解析
【分析】
首先明确甲、乙两电路的连接方式:甲电路中灯泡$L_1$与滑动变阻器串联,乙电路中灯泡$L_2$与滑动变阻器并联。灯泡亮度由实际功率决定,根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$(灯泡电阻$R$不变),需分析两灯泡两端电压的变化:甲中$L_1$的电压随滑动变阻器电阻变化而变化,乙中$L_2$的电压始终等于电源电压。再结合滑动变阻器滑片移动时的电阻变化,分别计算两灯泡的实际功率,比较亮度即可。
【解析】
1. 分析甲电路($L_1$与滑动变阻器串联):
电源电压$U$不变,滑动变阻器滑片从中点向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻$R_滑$变大,总电阻$R_总=R_{L1}+R_滑$变大,电路电流$I=\frac{U}{R_总}$变小。
灯泡$L_1$的实际功率$P_1=I^2R_{L1}$,因$I$变小、$R_{L1}$不变,故$P_1$变小,$L_1$逐渐变暗,选项A错误。
2. 分析乙电路($L_2$与滑动变阻器并联):
并联电路中各支路电压等于电源电压,所以$L_2$两端电压始终等于电源电压$U$,灯泡规格相同即$R_{L2}=R_{L1}=R$,因此$L_2$的实际功率$P_2=\frac{U^2}{R_{L2}}$,$U$和$R$均不变,故$P_2$不变,$L_2$亮度不变,选项B错误。
3. 比较两灯泡亮度:
由上述分析,$P_1=(\frac{U}{R+R_滑})^2 R$,$P_2=\frac{U^2}{R}$。因为$(R+R_滑)^2 > R^2$,所以$P_1 < P_2$,即$L_2$的实际功率始终大于$L_1$,故$L_2$始终比$L_1$亮,选项C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合串并联电路特点,考查滑动变阻器对用电器功率的影响,需区分串、并联电路中用电器的电压变化规律,关键是明确并联支路电压等于电源电压,串联用电器电压随电阻变化,难度中等。
【难度系数】
0.5
首先明确甲、乙两电路的连接方式:甲电路中灯泡$L_1$与滑动变阻器串联,乙电路中灯泡$L_2$与滑动变阻器并联。灯泡亮度由实际功率决定,根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$(灯泡电阻$R$不变),需分析两灯泡两端电压的变化:甲中$L_1$的电压随滑动变阻器电阻变化而变化,乙中$L_2$的电压始终等于电源电压。再结合滑动变阻器滑片移动时的电阻变化,分别计算两灯泡的实际功率,比较亮度即可。
【解析】
1. 分析甲电路($L_1$与滑动变阻器串联):
电源电压$U$不变,滑动变阻器滑片从中点向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻$R_滑$变大,总电阻$R_总=R_{L1}+R_滑$变大,电路电流$I=\frac{U}{R_总}$变小。
灯泡$L_1$的实际功率$P_1=I^2R_{L1}$,因$I$变小、$R_{L1}$不变,故$P_1$变小,$L_1$逐渐变暗,选项A错误。
2. 分析乙电路($L_2$与滑动变阻器并联):
并联电路中各支路电压等于电源电压,所以$L_2$两端电压始终等于电源电压$U$,灯泡规格相同即$R_{L2}=R_{L1}=R$,因此$L_2$的实际功率$P_2=\frac{U^2}{R_{L2}}$,$U$和$R$均不变,故$P_2$不变,$L_2$亮度不变,选项B错误。
3. 比较两灯泡亮度:
由上述分析,$P_1=(\frac{U}{R+R_滑})^2 R$,$P_2=\frac{U^2}{R}$。因为$(R+R_滑)^2 > R^2$,所以$P_1 < P_2$,即$L_2$的实际功率始终大于$L_1$,故$L_2$始终比$L_1$亮,选项C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合串并联电路特点,考查滑动变阻器对用电器功率的影响,需区分串、并联电路中用电器的电压变化规律,关键是明确并联支路电压等于电源电压,串联用电器电压随电阻变化,难度中等。
【难度系数】
0.5
13.图甲为用滑动变阻器改变电流的实验装置图。

(1)在闭合开关前,滑片P应移动到最
(2)滑片向B移动时,小灯泡
(3)开始实验后,如果甲同学发现无论怎样移动滑片P,小灯泡的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是因为
(4)若将图甲中的滑动变阻器换为电阻箱继续实验,则如图乙所示的电阻箱阻值读数为
(1)在闭合开关前,滑片P应移动到最
左
(选填“左”或“右”)端。(2)滑片向B移动时,小灯泡
变亮
(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。(3)开始实验后,如果甲同学发现无论怎样移动滑片P,小灯泡的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是因为
将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
。(4)若将图甲中的滑动变阻器换为电阻箱继续实验,则如图乙所示的电阻箱阻值读数为
2 035
Ω。答案
13.(1)左 (2)变亮 (3)将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 (4)2 035
解析
【分析】
本题考查滑动变阻器的使用、电路动态分析及电阻箱读数,需逐一分析各小问:
1. 闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值以保护电路,要先明确滑动变阻器接入的电阻丝段,判断最大阻值位置;
2. 滑片移动时,分析接入电阻的变化,结合欧姆定律判断电流变化,进而确定灯泡亮度;
3. 移动滑片亮度不变且很暗,说明滑动变阻器接入电阻最大且固定,需分析接线柱接法;
4. 电阻箱读数需将每个旋钮的数字乘以对应倍率后相加,得到总阻值。
【解析】
(1) 闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处。由图甲可知,滑动变阻器接入的是右下接线柱B和右上接线柱D,接入电路的电阻丝为PB段,当滑片P移到最左端时,PB段最长,电阻最大,因此应移动到最左端。
(2) 滑片向B移动时,PB段电阻丝长度变短,接入电路的电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路中电流变大;小灯泡的实际功率$P=I^2R_L$($R_L$为灯泡电阻,不变),功率变大,所以小灯泡变亮。
(3) 若滑动变阻器接了下面两个接线柱(A和B),则接入全部电阻丝,电阻最大且无法通过滑片改变,电路中电流很小,小灯泡亮度很暗且不变,符合题目描述,故原因是将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路。
(4) 电阻箱读数规则为:各旋钮对应数字乘以其倍率后求和。图乙中,×1000旋钮对应数字2,×100对应0,×10对应3,×1对应5,因此总阻值$R=2×1000Ω + 0×100Ω + 3×10Ω +5×1Ω=2035Ω$。
【答案】
(1)左 (2)变亮 (3)将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 (4)2035
【知识点】
滑动变阻器的使用、电路动态分析、电阻箱的读数
【点评】
本题为电学基础题,涵盖滑动变阻器操作规则、电路电流与灯泡亮度的关系、滑动变阻器故障分析及电阻箱读数,考查学生对电学基础知识点的掌握程度,难度适中。
【难度系数】
0.7
本题考查滑动变阻器的使用、电路动态分析及电阻箱读数,需逐一分析各小问:
1. 闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值以保护电路,要先明确滑动变阻器接入的电阻丝段,判断最大阻值位置;
2. 滑片移动时,分析接入电阻的变化,结合欧姆定律判断电流变化,进而确定灯泡亮度;
3. 移动滑片亮度不变且很暗,说明滑动变阻器接入电阻最大且固定,需分析接线柱接法;
4. 电阻箱读数需将每个旋钮的数字乘以对应倍率后相加,得到总阻值。
【解析】
(1) 闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处。由图甲可知,滑动变阻器接入的是右下接线柱B和右上接线柱D,接入电路的电阻丝为PB段,当滑片P移到最左端时,PB段最长,电阻最大,因此应移动到最左端。
(2) 滑片向B移动时,PB段电阻丝长度变短,接入电路的电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路中电流变大;小灯泡的实际功率$P=I^2R_L$($R_L$为灯泡电阻,不变),功率变大,所以小灯泡变亮。
(3) 若滑动变阻器接了下面两个接线柱(A和B),则接入全部电阻丝,电阻最大且无法通过滑片改变,电路中电流很小,小灯泡亮度很暗且不变,符合题目描述,故原因是将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路。
(4) 电阻箱读数规则为:各旋钮对应数字乘以其倍率后求和。图乙中,×1000旋钮对应数字2,×100对应0,×10对应3,×1对应5,因此总阻值$R=2×1000Ω + 0×100Ω + 3×10Ω +5×1Ω=2035Ω$。
【答案】
(1)左 (2)变亮 (3)将滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 (4)2035
【知识点】
滑动变阻器的使用、电路动态分析、电阻箱的读数
【点评】
本题为电学基础题,涵盖滑动变阻器操作规则、电路电流与灯泡亮度的关系、滑动变阻器故障分析及电阻箱读数,考查学生对电学基础知识点的掌握程度,难度适中。
【难度系数】
0.7
14. 调节台灯亮度的电位器内部结构如图所示,a、b、c是三个接线柱,旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡变亮,则需将
b 和 c
(选填“a和b”“a和c”或“b和c”)接线柱接入电路。若将a和c接线柱接入电路,旋转旋钮时不能
(选填“可以”或“不能”)改变通过台灯的电流。关于电位器上电阻丝的材料,应该选用镍铬合金丝
(选填“铜丝”或“镍铬合金丝”)。答案
14.b 和 c 不能 镍铬合金丝
解析
【分析】
要解决这道题,需结合电位器的工作原理(通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,进而改变电路电流)分析:
1. 灯泡变亮说明电路电流变大,根据欧姆定律,电源电压不变时,需接入的电阻变小,即接入电路的电阻丝长度变短。顺时针旋转旋钮时,滑片向c端移动,需判断哪组接线柱接入后,电阻丝长度随滑片移动变短;
2. 若接a和c,整个电阻丝都接入电路,滑片移动时接入的电阻丝总长度不变,电阻不变,电流不会改变;
3. 电位器的电阻丝需要电阻率大的材料,才能在相同长度下获得合适的电阻,满足变阻需求。
【解析】
1. 顺时针旋转旋钮时灯泡变亮,说明电路电流增大,接入电阻减小。接线柱b和c接入电路时,接入的是滑片到c的电阻丝,顺时针转旋钮,滑片向c移动,这段电阻丝长度缩短,电阻减小,电流增大,灯泡变亮,故需将b和c接入电路;
2. 若将a和c接入电路,整个环形电阻丝全部接入电路,滑片移动时,接入电路的电阻丝总长度不变,电阻不变,因此电路电流不变,不能改变通过台灯的电流;
3. 电位器的电阻丝应选用电阻率大的材料,镍铬合金丝的电阻率远大于铜丝,相同长度和横截面积下电阻更大,适合作为电位器的电阻丝,故选镍铬合金丝。
【答案】
b和c;不能;镍铬合金丝
【知识点】
滑动变阻器的应用、电阻的影响因素
【点评】
本题考查电位器的工作原理,核心是结合滑动变阻器的变阻逻辑分析接线柱的选择,同时理解电阻丝材料的选择依据,属于基础应用类题目,难度不大。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合电位器的工作原理(通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,进而改变电路电流)分析:
1. 灯泡变亮说明电路电流变大,根据欧姆定律,电源电压不变时,需接入的电阻变小,即接入电路的电阻丝长度变短。顺时针旋转旋钮时,滑片向c端移动,需判断哪组接线柱接入后,电阻丝长度随滑片移动变短;
2. 若接a和c,整个电阻丝都接入电路,滑片移动时接入的电阻丝总长度不变,电阻不变,电流不会改变;
3. 电位器的电阻丝需要电阻率大的材料,才能在相同长度下获得合适的电阻,满足变阻需求。
【解析】
1. 顺时针旋转旋钮时灯泡变亮,说明电路电流增大,接入电阻减小。接线柱b和c接入电路时,接入的是滑片到c的电阻丝,顺时针转旋钮,滑片向c移动,这段电阻丝长度缩短,电阻减小,电流增大,灯泡变亮,故需将b和c接入电路;
2. 若将a和c接入电路,整个环形电阻丝全部接入电路,滑片移动时,接入电路的电阻丝总长度不变,电阻不变,因此电路电流不变,不能改变通过台灯的电流;
3. 电位器的电阻丝应选用电阻率大的材料,镍铬合金丝的电阻率远大于铜丝,相同长度和横截面积下电阻更大,适合作为电位器的电阻丝,故选镍铬合金丝。
【答案】
b和c;不能;镍铬合金丝
【知识点】
滑动变阻器的应用、电阻的影响因素
【点评】
本题考查电位器的工作原理,核心是结合滑动变阻器的变阻逻辑分析接线柱的选择,同时理解电阻丝材料的选择依据,属于基础应用类题目,难度不大。
【难度系数】
0.5
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