用EXCEL探究滑动变阻器的选择和连接

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1、用EXCEL探究滑动变阻器的选择和连接物理图像可以恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律，可以使物理量之间的函数关系明确，利用Excel的内置函数或编辑公式和图表向导功能绘制图像，直观明了地进行分析比较，找出如何选择和连接滑动变阻器的方法。1.限流接法中滑动变阻器的选择R0RxES图示电路为限流式电路，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器阻值为R0，被测电阻的阻值为Rx。闭合开关后，Rx两端电压为，若E=6V，R0=0～100Ω，Rx分别取10Ω、20Ω、50Ω、100Ω、200、500Ω。下面用Excel探究电压Ux随电阻R0变化规律。依次取Rx分别为20Ω、50Ω、100Ω、

2、200Ω、500Ω，又可以得到Rx取不同数值时，Ux随R0变化的数据如下表所示。Ux/VR0/Ω0102030405060708090100Rx/Ω106.003.002.001.501.201.000.860.750.670.600.55206.004.003.002.402.001.711.501.331.201.091.00506.005.004.293.753.333.002.732.502.312.142.001006.005.455.004.624.294.003.753.533.333.163.002006.005.715.455.225.004.804.624.4

3、44.294.144.005006.005.885.775.665.565.455.365.265.175.085.00获得数据后，确定后在同一图表中获得Rx=20Ω时对应的Ux—R0曲线。同样的操作，获得在同一图表中当Rx取不同数值时的Ux—R0曲线，如下图。这些图线称为限流接法的输出特征曲线，通过分析右图，可以得到以下结论：（1）Rx越大，曲线距原点越远，线性程度越高，Rx的电压越易调节，但是电压调节范围却变得越来越小。（2）Rx>>R0时（例如Rx=500Ω，R0=100Ω），由图线可知，曲线接近直线，Rx的电压易调节，但是电压调节范围过小（6V～5V），滑动变阻器起不到调

4、节作用。（3）Rx<

5、10Ω、20Ω、50Ω、100Ω、200Ω，闭合开关后，当滑动变阻器左端的电阻为R左时，Rx两端的电压为下面用Excel探究电压Ux随电阻R左的变化规律。依次取R左分别为20Ω、50Ω、100Ω、200Ω、500Ω，又可以得到R左取不同数值时，Ux随R左变化的数据如下表所示。Ux/VR左/Ω0102030405060708090100Rx/Ω100.000.320.460.580.710.861.061.351.852.846.00200.000.410.670.881.091.331.642.052.673.726.00500.000.510.911.271.622.002.4

6、32.963.644.586.001000.000.551.031.491.942.402.903.474.144.956.002000.000.571.111.632.142.673.213.804.445.176.005000.000.591.161.732.292.863.444.034.655.306.00获得数据后，在同一图表中获得Rx=20Ω时对应的Ux—R左曲线。同样的操作，获得在同一图表中当R左取不同数值时的Ux—R左曲线，如右图。分析图可得出以下结论：（1）Rx越大，图线线性程度越高，Rx的电压越易调节，调节精度越高。（2）当Rx<

7、弯曲（例如R=100Ω，Rx=10Ω）。当R左在绝大部分范围内（0Ω～60Ω）变化时，R的电压调节范围过小（0V～1V），起不到调节电压作用；当电压能在较大范围（1V～6V）变化时，R却在过小范围内（60Ω～100Ω）变化，滑动变阻器不易调节，造成精度过低。（3）当Rx>>R时，Ux≈R左E/R，则函数图线非常接近直线（例如R=100Ω，Rx=500Ω）。Rx的电压Ux可随着R左的均匀增加而均匀增加，电压Ux几乎就由R左决定，而R左的影响可以忽略不计。因此，这种情况下电压容易调节