2022年2022年滑动变阻器接法的选择专题辅导 .pdf

1 滑动变阻器接法的选择郭建白庆然滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，近几年的高考物理实验试题中，多次重复考查滑动变阻器的两种接法限流式与分压式，2004 年高考理综（全国卷）也不例外。虽多次重复考查，仍仍有不少学生出错，出错这种问题的原因主要是考生没有掌握这两种接法的特点，从而在遇到具体问题时不知道如何选择。笔者下面先把这两种接法的特点做一比较，然后以近年来的高考题为例，阐述这两种接法的选择方法，希望能消除同学们心中的疑惑。一、限流接法与分压接法的特点图 1 所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流都能起到调节控制作用，通常把图1（a）电路称为滑动变阻器的限流接法，把图1（b）电路称为滑动变阻器的分压接法，现将两种接法列表比较如下：负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻）负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻）相同条件下电路消耗总功率限流接法RRREUELLL0ERRIERLLL0EIL分压接法0UEL0IERLLE IILaP比较分压接法调节范围大分压接法调节范围大限流电路能耗小从中可以发现，在分压接法中，负载RL两端的电压和通过负载RL的电流可从零开始连续变化，而限流接法则不是。还可以发现，在限流接法中，通过RL的电流IERRLLaP，当滑动变阻器的最大值RRL0时，IL随滑动变阻器连入电路中的阻值RaP的变化而变化； 当RRL0时，IL主要取决于RL，特别是当RRL0名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2 时，无论怎样改变RaP的大小，都不会使IL有明显变化。在分压接法中，不论R0的大小如何，调节滑动触头 P 的位置，都可以使IL有明显变化。二、限流接法与分压接法的选择方法在负载电流相同的情况下，限流电路中干路电流比分压电路中干路电流小，所以限流电路中消耗的总功率小，这说明限流电路具有节能的优点。因此，我们应优先考虑限流接法，但在下列三种情况下，必须选择分压接法。1. 当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须选用分压电路。例 1. 某电压表的内阻在2050kk之间，现在测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表 V（量程 3V）；电流表A1（量程 200A）；电流表A2（量程 5mA）；电流表A3（量程 0.6A）；滑动变阻器R（最大值1k）；电源（ E4V ，内阻不计）；开关S；导线若干。（1）所提供的电流表中，应选用_（填字母代号）；（2）为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试画出符合要求的电路图。解析：（ 1）电路中的最大电流值：IERmAmV0 2.（RV应将 20k代入）故电流表应选A1；（2）由于滑动变阻器R 的最大值远小于电压表的内阻RV，且要求测量多组数据，故采用滑动变阻器的分压接法，实验电路图如图2 所示，若变阻器按限流接法连接，由于RRV，实验测量的I、U 几乎不随 R 的变化而变化，很难测出几组明显不同的值，更谈不上尽量减小误差。2. 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或电表的额定值时，只能采用分压接法。例 2. 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约 100） ； 直流电流表 （量程 10mA、内阻 50 ）；直接电压表（量程3V，内阻5k）；直流电源（E4V， r0）；滑动变阻器R（最大值15，允许最大电流1A）；开关1 个，导线若干，根据器材的规格和实验要求画出实验电路图。解 析 ： 若 滑 动 变 阻 器 采 用 限 流 式 连 接 ， 即 使 调 到 最 大 阻 值 ， 通 过 电 路 的 最 小 电 流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 3 IERRRmAAxm in24，已经超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压式连接。又因为RRRRAVx0500，故采用电流表外接法，实验电路如图3 所示。3. 要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时（如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等），即大范围内测量时，必须采用分压接法。例 3. 将量程为100A 的电流表改装成量程1mA 的电流表，并用一标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准，校准时要求电流表的电流能从零连续调到1mA，试按实验要求画出电路图。解析：校准时要求通过电流表的电流能从零连续调到1mA，则滑动变阻器只能采用分压接法，否则电流表读数不能从零连续可调，设计的电路如图4 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -