浅谈滑动变阻器接法的选择.doc

浅谈滑动变阻器接法的选择滑动变阻器是通过改变其阻值来改变电路中的电流或电路两端的电压的重要电学仪器，它在使用中有限流和分压两种方式.要选用什么样的接法，是广大学生普遍感到棘手的问题，也是教学的难点，下面谈谈在实验中如何选择滑动变阻器的接法。滑动变阻器的限流接法简单，如图1，但是调节范围较小(不能从零起调)，且受负载影响较大。分压式接法虽然结构复杂，如图2，但调节范围宽(可从零起调)。 下面是两种接法的特点比较:负载RL上电压的调节范围(不计电源内阻)负载RL上电流调节范围(不计电源内阻)相同条件下电路消耗的总功率限流接法分压接法比较分压电路调节范围大分压电路调节范围大限流电路能耗较小以上比较可以看出，在两种电路都可以使用的情况下，要优先选用限流电路。滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性，精确性，节能性，方便性原则综合考虑，灵活选择。下列三种情况必须选用分压式接法:(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等电路)，即大范围测量时，必须采用分压接法。(2)当用电器的的电阻RL远大于滑动变阻器的电阻最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多种数据)时，必须采用分压接法。(3)若采用限流接法，电路中实际电压或电流的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压式。下面我们举例说明:例1、用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材如下:(1)待测电阻Rx(约100)(2)直流毫安表(量程0-10mA，内阻5K)(3)直流电压表(量程0-3V，内阻5K)(4)直流电源(输出电压4V，内阻不计)(5)滑动变阻器(阻值范围0-15，允许最大电流1A)(6)电键一个，导线若干根据器材的规格和实验要求，画出电路图。解先看供电部分，因滑动变阻器电阻小，仅15，采取限流电路对待测电阻Rx的电流控制能力不强，而且Rx分得的电压最小为4/(100+15)=3.5V，大于电压表的量程，故滑动变阻器应接成分压电路，因此电路图如图3：图3例2、在"描绘小灯泡的伏安曲线"的实验中，使用的小灯泡为"6V，3W"，其它选择的器材有:(1)电压表V1(量程6V，内阻20K)(2)电压表V2(量程20V，内阻60K)(3)电流表A1(量程3A，内阻0.2)(4)电流表A2(量程0.6A，内阻1).(5)滑动变阻器R1(0-1000，0.5A)(6)滑动变阻器R1(0-20，2A)(7)学生电源E(6-8V)(8)开关S及导线若干实验中要求电压表在0-6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和电流值I，以便作出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用_，滑动变阻器应选用_，.画出电路图。解小灯泡"6V，3W"额定电压为6V，额定电流为0.5A，在选择电压表和电流表时，本着安全。准确的原则，因此，电流表选A1，电压表选V1。滑动变阻器选取时要本着安全。够用。调节方便的原则。"安全"即流过变阻器最大电流应小于允许通过的最大电流。"方便"即变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻。本实验中小灯泡在正常时电阻为:RL=12，故应选用R2，且采用分压式，电路如图4。图4例3:有一阻值为500的电阻Rx，需要进一步测量其阻值，手边有如下器材:(1).电池组(E=9V，r约5)(2).电压表V1(量程9Y，内阻18K)(3).电压表V2(量程15Y，内阻30K)(4).毫安表A1(量程10mA，内阻10)(5).毫安表A2(量程15mA，内阻5)(6).滑动变阻器R1(0-50，额定电流0.2A)(7).滑动变阻器R2(0-10，额定电流1A)(8).电键一个，导线若干为了实验正常进行并减小测量误差，而且要求滑动变阻器便于调节，在实验中电压表选_，毫安表应选用_，滑动变阻器应选用_，画出电路图。解电压表量程一般由电源电动势大小确定，本题中两个电压表量程都满足要求，但考虑量程的准确度则应选V1。根据电源电动势和待测电阻大小估算电流，则15mA量程可满足要求，故选A2，因为Rx>>RA，故电路采用内接法。变阻器若采用限流接法时，估算电流的最小值和，都大于电流表的量程，故只能把滑动变阻器接成分压式，由于分压电路中电压和电流的变化与变阻器阻值无关，从"方便"角度考虑，则应选用0-50的滑动变阻器R1，电路如图5。图5下列情况可选用限流接法:(1).测量时电路电流和电压没有要求从零开始调节，只是小范围测量，且RL与R0接近，或RL略小于R0，采用限流接法。(2).电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式。(3).没有较高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法。下面举例说明:例1、为了测定一个"6.3V，1W"的小电珠正常发光时的电阻，实验室提供了以下实验器材:A.电流表A1(0.6A，0.2)B.毫安表A2(200mA，0.5)C.电压表V1(10V，1K)D.电压表V2(15V，1.5K)E.电源E1(6V，2A)F.电源E2(9V，1A)G.电源E3(15V，0.1A)H.滑动变阻器R1(10，1W)I.滑动变阻器R2(20，0.8W)J.滑动变阻器R3(50，0.5W)K.电键一个，导线若干实验时应选用的器材是_。并画出实验的电路图，要求测量误差尽可能小.解1.电源的选择:E1太小;E3太大，选E2；2.求出小电珠及滑动变阻器的额定电流值:R1:I10.32A；R2:I20.2A；R3:I30.1A I灯0.16A，R灯403.滑动变阻器的选择:R3额定电流I3小于I灯不能用.对于R1，若选用分压电路，可变电阻中的电流大于I1，不能用。若选用限流，最小电流大于I灯也不能用，只能选用滑动变阻器R2(20，0.8W)。4.分压和限流的选择:若用分压电路，电阻R2中电流大于I2，不能用.只能选用限流电路。5.电表选B和C，且采用内接法。电路图如图6.根据以上的分析，结合笔者的教学积累，可以总结出以下三点:(R为滑动变阻器的总电阻，RL为控制电路的电阻)(1).当R>10RL时，用限流式.(2).当R<RL/2时，用分压式.(3).当RL/2<R<10RL时，用限流式和份压式均可.