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1、例谈滑动变阻器的两种接法山东省邹平县第一中学李进在高考物理实验题中，我们多次考查滑动变阻器的两种接法分压式与限流式。但虽多次考查，仍有很多学生出错。为什么会出现这一现象？ 主要原因是学生没有掌握好两种连接方式的特点及作用，遇到具体问题时不知道该如何连接。一、限流式连接方式的特点滑动变阻器用作限流时，其连接如图1所示。它是把滑动变阻器串联在电路中，用以控制或调节电路中的电流。使用时，连接滑动变阻器的导线应分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱。此电路中，待测电阻Rx两端电压的调节范围约为ERx/（R+Rx）和E之间。二、分压式连接方式的特点滑动变阻器用作分压时，其连接如图2所示。它是从滑动变阻器
2、上分出一部电压在待测电阻上。其优点是当它的滑动触头从a端向b端滑动时，待测电阻Rx上可分得从零开始连续变化的所需电压（限流式不能），电压的调节范围是0和E之间，比用作限流时调节范围要大。三、两种连接方式的选取在负载电流要求相同的情况下，限流电路中干路电流比分压电路中的干路电流更小，所以限流电路中消耗的总功率较小，电源消耗的电能就较小，这说明限流具有节能的优点。在实际电路设计时应视实验要求灵活选取分压电路或限流电路。（一）分压电路的选取1若实验要求某部分电路的电压变化范围较大，或要求某部分电路的电流或电压从零开始连续可调，或要求多测几组I、U数据，则必须将滑动变阻器接成分压电路。例1测定小灯泡“
3、6V，3W”的伏安特性曲线，要求实验中灯泡两端的电压从零开始连续可调。供选择的器材有：电压表V1（量程6V，内阻20k），电流表A1（量程3A，内阻02），电流表A2（量程06A，内阻1），变阻器R1（ 0100，05A），变阻器R2（020，02A），学生电源E（68V）、开关及导线若干。选择出符合实验要求的实验器材并设计出实验电路。分析：不管是从题中要求灯泡两端电压必须从零开始连续可调的角度考虑，还是从为了最终能较准确画出伏安特性曲线必须多测几组I、U数据的角度考虑，限流电路都难以满足要求，因此必须采用分压电路。实验电路如图3所示。器材包括：电压表V1、电流表A2、变阻器R2、电源、开关及
4、导线。若实验中要用小阻值的滑动变阻器控制大阻值负载，或者题中所给电源电动势过大，尽管滑动变阻器阻值也较大，但总电流大于负载的额定电流值，或总电流大于接入电表的量程，此时的滑动变阻器也应接成分压式电路； 若负载电阻的额定电流不清楚，为安全起见，一般也连成分压电路。例2为了较准确地用伏安法测定一只阻值大约是3k的电阻，备用的器材有：A直流电源，电压12V，内阻不计；B电压表，量程0315V，内阻10k；C电流表，量程0063A，内阻20；D毫安表，量程5mA，内阻200；E、滑动变阻器，阻值050； G、电键及导线若干。试设计出实验电路。分析：本题中，由于待测电阻约为3k，而滑动变阻器控制大阻值负
5、载的情况，因此应将滑动变阻器接成分压电路，否则无法调节负载电阻两端的电压及通过负载电阻的电流的有效变化而造成较大的偶然误差。设计电路如图4所示（ 外接法及电表选取分析略） 。例3用伏安法测一个电阻Rx的阻值。提供器材有：待测电阻Rx（约5k）、电压表（03V，内阻100k）、微安表（0500A，内阻100）、变阻器（020k）、稳压电源（输出电压15V）。试设计出实验电路。分析：若接成限流电路，电路中最小电流：Imin=E/R=15/（5+20）103A=0610- 3A=600A，大于微安表的量程。因此，为了电路安全必须将变阻器接成分压电路，如图2所示。（二）限流电路的选取1一般说来，题目若
6、没有特别的要求，由于限流电路具有节能的优点，并且限流电路的连接较为简便，则优先采用限流接法。由图1和图2不难看出，若用电器正常工作，图2电路中的总电流必然大于图1电路中的总电流，因而图2分压电路消耗的电功率较大。所以，为了节能和电路连接的方便，通常采用限流式接法。2若题目中要用较大阻值的滑动变阻器控制阻值较小的负载，在保证负载和电表安全的前提下，一般也将滑动变阻器接成限流电路。例4在上述的图2电路中，如果Rx较小，R较大，那么在P由a滑到b的过程中，由于Pa电阻与Rx并联的电阻较接近Rx，因此在开始的很长一段距离上Rx上的电压变化较小，而在P接近b端时，因并联值与P电阻迅速接近而使Rx上电压发
7、生突变（即突然增加），故此不易控制，所以此种情况下应把滑动变阻器接成限流电路。可见，如若切实掌握了分压与限流接法的电路特点和电路选择原则，有关滑动变阻器的连接问题就可迎刃而解了。2011-05-19人教网滑动变阻器百科名片 学生实验用的滑动变阻器滑动变阻器是电路中的一个重要元件，它可以通过移动滑片的位置来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱 、 滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。目录工作原理 主要作用 主要材料 滑动变阻器的接法 1. 限流式 2. 分压式 3. 实验室滑动变阻器接法教学
8、实验 1. 实验器材 2. 方法与要求 3. 提示与答案应用工作原理 主要作用 主要材料 滑动变阻器的接法 1. 限流式 2. 分压式 3. 实验室滑动变阻器接法教学实验 1. 实验器材 2. 方法与要求 3. 提示与答案应用展开编辑本段工作原理滑动变阻器是电学中常用器件之一，它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的，从而逐渐改变电路中的电流大小。滑动变阻器的电阻丝一般是是熔点高，电阻大的镍铬合金，电阻杆一般是电阻小的金属，所以电阻丝越长，电阻越大，电阻杆越短，电阻越小。 编辑本段主要作用（1）保护电路。即连接好电路，电键闭合前，应调节滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路
9、部分的电阻最大。 （2）通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：一上一下，各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择下面的接线柱。 编辑本段主要材料滑动变阻器的主要材料应该为“康铜丝”或电阻丝，将康铜丝或电阻丝绕制在绝缘基板上，两端用引线引出，变阻器的滑动臂接触电阻丝并可调节到两端的距离，改变滑动臂到电阻丝两端的电阻，就形成了滑动变阻器。还有就是用电阻材料（比如碳质材料）“镀”在绝缘基板上，由中间滑动臂来调节电阻的滑动变阻器。 编辑本段滑动变阻器的接法滑动变阻器在电路中可以作限流器用，也可以作分压器用。在确保安全的条件下，
10、如何选用这两种不同的形式，是由电路中的需要来决定的。 限流式限流式以下情况可选用限流式接法： 待测用电器电阻接近滑动变阻器电阻（也可选用分压式接法）。 简化电路，节约能源。 分压式 分压式以下情况必须使用分压式接法： 待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻。 实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化（例如测小灯泡的伏安特性曲线）。 实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大。 采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程。 串分压公式：U1/U2=R1/R2 串分压公式推论：U1/U=R1/R串 并分流公式：I 1/I 2=R2/R1 ( I 代表
11、 干路电流 I 1代表支路1电流 I3代表支路2电流） 并分流公式推论：I 1/ I =R2/R1+R2 即：I =(R2/R1+R2)I 在一个并联电路中，电路的【总电阻的（倒数）】等于各支路【电阻的（倒数）之和】 公式为：1/R并=1/R1+1/R2+.+1/Rn 实验室滑动变阻器接法 学生实验用滑动变阻器(B上的蓝色旋钮为D点)连接的方法有6 种，分别为AC,AD,BD,BC,CD,AB。 其中只有AC,AD,BD,BC这四种方法，也就是所谓的“一上一下”，可以改变阻值。 剩下的两种不能改变阻值。 具体情况如下： 1.当导线接AD和AC时，滑片P向左移动时电阻变小，电流变大。当滑片P向右
12、移动时，电阻变大，电流变小。 2.当导线接BC和BD时，滑片P向左移动时电阻变大，电流变小。当滑片P向右移动时，电阻变小，电流变大。 3.当划片接CD时，这时的电阻几乎为0.电流十分大。同时电阻的阻值不可以通过移动滑片P来改变，所以这时就相当于一个定值电阻。另外，如果这样直接接到电源上，就会发生短路。 4.当划片接AB时。这时的电阻是最大的，那么通过的电流也很小。同时电阻的阻值也不可以通过移动滑片P来改变。也相当于一个定值电阻。 编辑本段教学实验实验器材实验前取滑动变阻器（20/0.5A）、直流电流表、直流电压表、直流电源（6伏）、电阻箱（09999）、开关、直尺各1个备用。 方法与要求1按图
13、（一）3531连接好串联电路，分别取负载电阻R为2欧，200欧，2000欧，实验时将滑线变阻器的阻值从最大逐次调小，记录各次中滑动变阻器滑臂触头离开起点的距离L及通过负载的电流强度I，作出IL图象。 2按图（一）3532所示的分压电路接线。分别取负载电阻R为2欧，200欧，2000欧进行实验，使分压器输出电压从零开始，逐步移动滑臂，记录滑臂移动距离L和输出电压U，作出UL图象。 根据你作出的图象，描述负载电阻对输出特性的影响。并应用串、并联电路的原理分析实验的结果。 实验后思考下列问题： 1比较使用分压器和限流器时输出电压的调节范围。 2当负载电阻R比较大时，采用什么样的电路，输出电压随滑臂移
14、动距离的线性较好，且变化率较大？ 3在负载电阻较小时，为了在输出低电压段获得较精细的调节，可使用何种电路？ 4当负载电阻R较大时，为了获得较大范围的输出电压，而又能做到比较精细调节，可采用何种电路？ 提示与答案这里用表格将限流器和分压器的电路特点作一比较。表格中R为负载电阻，r0为滑动变阻器的最大电阻，r为滑动变阻器连入电路的限流电阻或分压电阻。 不同负载时，限流器连接电路的Il图象和分压器电路Ul图象如图（二）3531所示。 从以上分析和实验图象可以看出： （1）使用分压器有较大的输出电压调节范围0E，采用限流器的输出电压调节范围是：R/（r0+R）（EE），r0越小调节范围越小。 （2）当负载电阻较大时，采用分压器的输出线性较好。 （3）在既要求较大的电压调节范围，又要示易于实现精细的微调的情况下，可以同时采用两种电路，如图（二）3532协同调节R1和R2，可以取得较好的效 甲图就是较典型的，但不太全，还应在R上串联电流表，电压表与R并联 当R的阻值电流表、电压表内阻之积时，电压表接在R和电流表两端（电流表内接） 当
