正文:摘要:滑动变阻器是通过改变接入电路的阻值来改变电路中的电流或电路两端电压的重要电学仪器,在电学实验中正确选择滑动变阻器以及接法,是高中理科学生应该掌握的基本技能,也是物理教师教学中的难点。
关键词:分压式,限流式
滑动变阻器是通过改变接入电路的阻值来从而改变电路中的电流或电路两端电压的重要电学仪器,是高考的常考内容。所以,正确选择滑动变阻器以及接法,是高中理科学生应该掌握的基本技能,也是物理教师教学中的难点。
一、滑动变阻器的的两种接法。
滑动变阻器在电路中有通常有两种接法,分别是限流法与分压法,这两种接法接线方式不一样,提供给待测电阻的电压范围也不一样。
- 分压式接法
如右图所示为滑动变阻器采用分压式接法的电路。滑片P处在变阻器的最左端时,待测电阻
Rx两端电压为
U=0,当滑片P向右端滑动过程中,待测电阻R
x两端的电压就逐渐增大。当滑片P到达最右端时,待测电阻
Rx两端电压为就为
U=E。可见,随着滑片P的滑动,待测电阻
Rx两端电压的调节范围就在
0~E之间变化。
2、限流式接法

如右图所示为滑动变阻器采用限流式接法的电路。滑片P处在最左端时,待测电阻
Rx两端的电压
U=E,当滑片P向右端滑动过程中,滑动变阻器的接入电路中的阻值逐渐增大,待测电阻R
x两端电压就逐渐减小。当滑片滑到最右端时,R
x两端的电压变为

,即R
x两端电压的调节范围为

之间。这种方式的电压调节范围比分压式的窄,尤其电压不能从
0开始提供,当有些实验特别提出待测电阻的电压需要从
0开始提供或要求电压调节范围尽量大时,这种限流式接法就不适合了,需要用分压式接法。
但限流式接法也有好处,首先是接线简单、便于操作,其次,这种接法电路中的电流小、省电、环保、电池耐用。当实验只需几组数据且不需从0开始提供电压时,这种方法就是首选了
二、滑动变阻器的选择在确定了滑动变阻器的接法后,接着就是不同量程滑动变阻器的选择了,选择变阻器按照以下步骤来。
第一步,在选择滑动变阻器时,待测电流不要超过变阻器允许通过的最大电流,否则,发热量过大,会烧坏变阻器,安全是第一要素。
第二步,按照题目的要求或隐藏要求来选择变阻器。
比如待测电阻的两端电压需要从零开始调节的,或者要做的实验是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”,“测量小灯跑的功率”等,变阻器的接法就必须要选择分压法。当确定选用分压法后,选择滑动变阻器的原则就是:尽量选择阻值小的变阻器,这是因为阻值小的相对于阻值大的,调节相同的距离电压变化小,阻值小的调节起来容易
例:现要精确测量某电阻(阻值约6-10Ω)的阻值,实验室提供了以下各种器材,4V的直流电源、3V量程的直流电压表、电键、导线等.还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用:
A.电流表A
1(量程0.3A,内阻约1Ω) B.电流表A
2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)

C.滑动变阻器
R1(最大阻值为10Ω) D.滑动变阻器
R2(最大阻值为50Ω)
为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大.电流表应选________,滑动变阻器应选______(填器材前面的字母).
在解答时,由于题目已经要求电压的调节范围尽量大,所以滑动变阻器的接法就用分压式,滑动变阻器就选择
R1了,因为它的阻值比较小。
如果接法选择的是限流法,选择滑动变阻器的原则就是:在电流不超过最大值的情况下,选择与待测电阻R
x阻值接近的变阻器。假如选择阻值比待测电阻小很多的滑动变阻器,当滑片移动时,电路中的电流几乎不变或变化很小,就达不到改变电路电流的目的了。
例:(2012潮州二模理综第34题改编)为测定装在一根塑料管中海水的电阻率,先用多用电表粗测其阻值约为6KΩ,为进一步精测其阻值,现采用伏安法。有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻不计,额定电流为1A;
B.电流表A:量程0~10mA,内阻约10Ω;
C.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
D.滑动变阻器R
1:最大阻值10Ω;
E.滑动变阻器R
2:最大阻值10kΩ;
G.开关、导线等
该小组采用限流电路并在正确选择器材后完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接并在滑动变阻器旁边标上其符号(R
1或R
2)。
解答:由于题目已经强调变阻器采用限流式接法,所以就选用与待测电阻阻值接近的R
2了。
总之,滑动变阻器的接法与量程的选择是一项比较复杂的事情,笔者也只是粗略总结了一点,还有很多不完善的地方。