电路
调光器(可变电阻 + 灯泡)
拖动可变电阻的滑块改变其阻值,观察灯泡变亮或变暗。
调光器(可变电阻 + 灯泡)——交互式电路模拟。拖动可变电阻的滑块改变其阻值,观察灯泡变亮或变暗。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
可变电阻
串联可变电阻充当调光器:阻值越大,电流越小,灯泡越暗。
可变电阻滑块改变回路中的电阻。随 R_rheostat 增大,总电流下降。
- 电流 I = ε / R_total
- 灯泡功率 P_lamp = I²·R_lamp
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
变阻器(可变电阻器)与灯串联。当您将变阻器滑向更高的电阻时,灯的电流会上升还是下降?
预测权重
- 电流随着变阻器电阻的增加而增加。
- 电流随着变阻器电阻的升高而下降——总串联电阻越大意味着电流越小。
- 电流不取决于变阻器设置。
可变角色
您设置的内容:
- 变阻器电阻R_rh (Ω)
您测量的内容:
- 灯电流I (A)
调查如何进行
- 打开调光器预设并按重置。灯固定在100Ω;电池供电 9 V。
- 启用灯上的电流读数。
- 设置每次试验的变阻器电阻并记录灯电流。
控制方程
作为串联电阻的变阻器 — V = I·R
变阻器充当可调串联电阻:I = E/(R_lamp + R_rh)。将其滑向更高的电阻会持续减少电流,从而平稳地调暗灯,而不是完全打开或关闭它。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验,使用 E = 9 V、R_lamp = 100 Ω 计算 I = E/(R_lamp + R_rh)。与表比较。
- 变阻器和灯是串联的,因此这与 series-resistors 的关系相同 - 除了现在一个“电阻器”是连续可调的。解释为什么滑动变阻器可以平稳地调暗或调亮灯。
这在实验室之外的地方表现出来
- 与快速开关电源的现代LED调光器不同,变阻式调光器会以恰好正比于其自身I²R的方式,在变阻器本身中把能量浪费为热。请解释为什么老式的变阻式调光器会发热。
- 该变阻器可设置为 0 Ω 至 100 Ω 之间的任何值。最大可能电流(变阻器为 0 Ω)和最小可能电流(变阻器为最大)是多少?使用您的公式检查这两个限制。
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- 欢迎来到调光器
- 选择灯泡
- 按播放
- 滑动调光
- 打开检查器
- 完成了!
打开交互式模拟以构建场景,点击运行,并通过实时测量和引导式教程进行探索。