33卷第7期 2011年7月 物理教学 PHYsICS TEACHING Vo1．33 N0．7 July．2011 滑动变阻器在生活中的另类应用例析 夏旭初 (浙江省温州市第十七中学 浙江325000) 滑动变阻器是初中物理电学部分中一种重要的仪器，又 是难得的一个“生活处处有物理，留心观察皆学问”的好载 体在这里就从滑动变阻器在生活中的另类应用谈起 一、电路中的调节器 电路中的调节器的核心部分就是一个滑动变阻器，常见 的如电风扇的转速调节、台灯的亮度调节、收音机的音量调 节、电车变速器控制电车的行驶速度的调节等等如例1就 是生活中的收音机的音量调节器，其中起调节作用的是如图 1乙图的结构，包括一个圆环形电阻片和滑动触头构成的滑 动变阻器，音量大小就通过圆环形电阻片连入电路部分电阻 的大小来改变电路中的电流大小，最终将电流信号转化为声 音信号来实现音量的调节 例1音量调节器 (2004芜湖中考)如图1(甲)所示，是收音机上用以调节 音量的一种电位器，图(乙)为其说明书中的内部结构示意 图使用时，接线柱0必须接入电路由此可知，电位器调 器耥电 头 甲 乙 图1(6、O、n均为接线柱) 二、自动测高仪 自动测高仪其实从简图上看就是一个类似于电压表测某 电路两端电压的电路，这当中是通过人的身高来推动滑动变阻 器滑片的移动，从而实现改变接入电路部分电阻的大小，这样就 导致电压表示数发生变化，然后将电压表的示数转化成对应人 的身高值，如例2。
但有时也可设问学生：其中能实现身高越高， 电压表示数越小的电路是怎样一种情况?这种变式的问题结果 与上面的主要区别仅在于电压表并联的位置不同而已 例2(2009湖州)小明观察了市场上自动测高仪后，设 计了以下四个电路(其中R 是滑动变阻器，R是定值电阻， 电源两极间电压恒定)其中能实现身高越高，电压表示数 越大的电路是 滑 滑 (A) (B) (C) 图2 (D) 三、油量表 油量表明显要比前面的应用要复杂一些，从下面例3的 图3中可知，油量表不仅仅是一个带有滑动变阻器的电路， 在此基础上还运用了杠杆及浮力等知识，本题当加油时浮标 上升，带动连接的杠杆转动，使滑片往下移动，接人的电阻变 小，电流表示数变大，也就表示 对应的油箱中油量的自然增大 但在实际生活中的油量表会更 简单一些，会把本题中的杠杆、 浮标及滑动变阻器直接用一个 压敏电阻来代替，其实原理与例 3是相似的，可算是滑动变阻器 电路的一个变式，只是利用不同 图3 液体深度产生不同压力，再对压敏电阻的作用产生不同阻值 的电阻，实现电流变化从而显示油量的多少，如例4 例3如图3是汽车、摩托车油量表(实际上就是电流 表)原理示意图，R 是定值电阻，R是滑动变阻器，则( ) (A)向油箱里加油时，电流表示数变大 (B)燃油消耗下降时，电流表示数变大 (C)燃油全部耗尽时，电流表将被烧坏 · 63· 33卷第7期 物理教学 2Ol J．7 (D)油箱加油过满时，电流表将被烧坏 例4 (2005丽水中考)如图4(甲)为某汽车自动测定油 箱内油面高度的电路原理图。
R为定值电阻，A为油量指 示表(实质是一只量程为O～O．6 A的电流表)，R 为压敏电 阻(阻值随电阻表面液体压强增大而减小) (甲) (乙) 图4 压敏电阻的阻值与电阻表面受到液体压强的关系如 下表： 液体压强p／Pa 0 142O 2840 4260 568O 压敏电阻R ／a 45 27 15 5 2．5 (1)若表A的示数如图4(乙)所示，则电路中电流是 A (2)已知油的密度p一0．71×10kg／m若油的深度 h一0．4 m，则压敏电阻受到油的压强是多少?(g取 10 N／kg) (3)当油箱装满油时，油对压敏电阻的压强为4260 Pa， 表A的示数为0．6 A，电源电压恒定为6 V，则定值电阻R 的阻值为 四、测重仪 测重仪对于学生来说应该是较熟悉的一种测量工具，平 时体检时就用此来测体重，只是平时不加注意罢了从下面 的例5(见图5)可知，测重仪主要由三部分组成，分别是电 源、显示器、滑动变阻器等，其中显示器可以是电压表也可以 是电流表，如例5但在例5中如果显示器只是电流表的话， 当体重过大时，使站台相连的滑片被压至金属杆的最下面， 就会导致电路发生短路损坏电源和电流表，故在实际电路中 会在显示器的电路中再串联一个保护电阻，或与电源串联一 个保护电阻，如例6(图6)。
例5如图5是某科技兴趣小组设计的一个电体重计， 其中显示器可以用 (填电学仪器名)当称的人体 重增大时，你选择的仪器示数如何变化? · 64· 图5 稳压 电源 24 V 图6 例6(2005台州中考)图6是小明自制电子秤的原理 示意图托盘、轻弹簧上端和金属滑片P同定在一起(弹簧 的电阻不计) (1)电路设计：要使电子秤能正常_I：作下列电路连接 正确的是 (A)点“1”与点“2”连接 (B)点“1”与点“3”连接 (C)点“2”与点“3”连接 (2)故障排除：小明在正确完成电路连接后闭合电键 S，改变托盘中物体的质量，发现电压表有求数但始终不 变，发生故障的原凶可能是 (A)R断路 (B)R1短路 (c)电压表短路 (D)金属滑片P处断路 (3)刻度调试：①调零在托盘中无物体时，使金属滑 片P处于R 最上端此时电压表的示数为零 每次向托盘中增加100克的砝码，在电压表指针所指位置的 刻度盘上标出相应的质量值 当将1千克的物体放在托盘中，金属滑片P刚好指在距 R 上端1／3处(如图6)，请计算回答“1千克”应标在电压表 多少伏的位置上?(电阻R一5欧，电阻R 一15欧，电源电 压U一3．0伏，电压表的量程为O～3．0伏) (4)继续改进．，J、明在标示电子秤刻度时，发现电子秤 的刻度与电压表的刻度有不同特点。
请说出不同之处 于是，他又开始了新的研究 【附本题答案：(1)C(2)D(3)已知接人电路的电阻 为5 Q，电源电压“=3 V，电阻R一5 Q，电路中的电流J一 0．3A，电压表示数为U：1．5V，答：“1 kg”应标在电压表刻 度1．5 V的位置 (4)“电压表的刻度均匀、电子秤的刻度不 均匀”或“电子秤的刻度不均匀”】 五、自动测力仪 自动测力仪最大特点在于使滑动变阻器上的滑片上装 有一个受力板，当受力板上受到大小不同的力时，会导致受 力板发生移动，就会改变电路中的电阻大小从而改变电路的 电流或相应部位的电压大小，将对应的电流或电压值在显示 屏上直接以力的大小来显示，常见的有测风力大小、测水力 大小、测人力大小等，如例7、8 例7 (2009成都中考)小明、小亮和小敏共同设计了一 种测定水平方向风力的装置其原理如图7所示：绝缘轻弹 簧的左端固定在O点，右端与中心有孔、表面竖直的金属迎 风板相连，一起套在左端也固 定在O点且水平放置的金属 杆上，金属杆的粗细均匀、电 阻随长度均匀变化，迎风板与 金属杆接触良好；电路中左端 导线与金属杆的左端相连，右 端导线连接在迎风板上并可 随迎风板移动，R是定值电 图7 33卷第7期 物理教学 阻，。
b、c、d为四个接线柱 (1)在他们的设计中，若要求在风力增大时，接人电路 的电表的示数也随之而增大，则应该 ( ) (A)在a、b之间接电流表，在c、d之间连接导线 (B)只在a、b之间接电流表 (c)在f、d之间接电压表，在n、b之间连接导线 (D)只在C、d之间接电压表 (2)为了较准确地测出水平方向风力的大小，三位同学 先对选定的轻弹簧和金属杆进行了两项测量 ①小明利用测量的数据作出了原长为40 crla的轻弹簧的 长度z与所受压力F的关系图象(见图8)由图可知：该弹簧 每缩短10 cm，弹簧受到的压力将增加 N 40 3O 20 10 图8 4 6 F／N 图9 ②小亮和小敏设计了图9所示的电路，用来测量长度 为50 cm的金属杆的电阻他们备选的部分器材有： (A)电源(能够提供3 V的稳定电压)； (B)电流表A(量程O～O．6A)； (C)电压表V(量程0～3 V)； (D)滑动变阻器R (阻值变化范围为0--5 n)； (E)滑动变阻器R2(阻值变化范围为0N10 12) 选好器材后，小亮和小敏在实验中正确操作，他们记录的测 量数据如下表 实验次数 1 2 3 4 5 A表示数 ／A 0．2 0．3 0．4 0．5 0．6 V表示数U／V 1．0 1．5 2．0 2．5 3．0 根据他们的测量数据可以知道：他们实验中选用的滑动 变阻器是 (填器材的序号字母)；他们测出的金属杆 的电阻是 n。
(3)三位同学最后根据(1)的要求，按图7进行组装时， 除用到上述选定的轻弹簧、金属杆和(2)中备选的电源、电表 外，还选了阻值R一3 0的定值电阻 如果无风时，0点到迎风板的距离以及轻弹簧的长度均 等于弹簧的原长，则该装置能够测量的最大水平风力是 N (4)对小明、小亮和小敏设计的测定水平方向风力的装 置，从力的角度，请你指出可能对测量准确度产生影响的一 个因素： 例8(2006绍兴中考)小明同学为了定性比较水的流速 大小，设计了一个实验装置如图1O是他的部分设计图，小 铜球P系在电阻可忽略的细金属丝下，悬挂在0点，AB为一 固定在水平方向的电阻丝，它与金 属丝接触良好(不计摩擦)，B端在 O点正下方他设想：开始时小球 P沿竖直方向处于静止，当把小球 P放入水平流动的水中时，球受到 水流冲击向左偏移一定角度0．水 流速度越大，偏角0越大测量者 可以根据电压表数值大小判断水 流速度大小 图1O 向 请你完成余下的电路连接，要求水流速度大时，电压表 示数大，水流速度小时，电压表示数也小 六、测速仪 测速仪是自动测力仪的一个变式，只要把电压表的数据 转化成对应的速度值即可对于测速仪的应用不仅在此，它 还可应用于导轨系统，如例1O。
例9图11是四幅测定水流大小的装置的设计图，其 中P是悬挂在一细长金属丝下面的小球，0是悬挂点，CD 是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好的接 触设计要求：水不流动时细金属丝与电阻丝上的C点接 触，电压表的示数为零；有水流动时细金属丝将偏转一角度， 而且水的流速越大，偏转的角度越大，电压表的示数越大，下 列符合要求的是 ( ) A B C 图11 例10 (2008义乌中考)如图 12所示物体M在水平导轨上平 移时，带动滑动变阻器的滑片P移 动，通过电压表显示的数据，可反映 出物体移动距离的大小下列说法 D 中正确的是 ( ) 图 (A)物体M不动时，电流表、电压表都没有示数 (B)物体M不动时，电流表有示数，电压表没有示数 (c)物体M向右移动时，电流表、电压表示数都增大 (D)物体M向右移动时，电流表示数不变，电压表示数增大 · 65 · -<三丫 一 垂～ 一 量 一 f1 。