滑动变阻器两种连接方式的选择原则滑动变阻器是电学实验中常用的器材，它在电路中的连接方式是中学物理实验教学的难点，也是历年高考的一个重要考点。滑动变阻器在电路中的连接方式有两种，一种是限流式接法(如图a)，另一种是分压式接法(如图b)。下面我们对滑动变阻器的两种连接方式进行分析。
1 两种连接方式的区别
假设AB两端电压为U
(1)消耗的功率不同
限流式电路消耗的功率为：
分压式电路消耗的功率为：
因为，所以I1 (2)用电器R x分得电压的变化范围不同 限流式电路用电器R x分得电压U x的变化范围为~U。可见用电器分得电压变化范围较小，且不能从零开始变化 分压式电路用电器R x分得电压U x的变化范围为0~U可见用电器分得电压变化范围较大，且可从零开始变化。 2 两种连接方式的选择原则 (1)节能优先的原则 在实验中，如果碰到滑动变阻器以限流方式或分压方式连接成电路均可的情况时，因为限流方式比分压方式节能，应先考虑限流方式。 例如在高二学生实验<<测金属的电阻率>>中，待测金属丝的电阻大约为10，所提供的滑动变阻器电阻为0~50，待测电阻小于滑动变阻器的电阻，采用限流或分压两种方式的电路对通过R x的电流均有明显的控制作用，因此，两种连接方式连入电路均可。但是，前面分析过，限流方式比分压方式更节能，所以应优先考虑限流方式。只有当被测电阻远大于滑动变阻器电阻时，即使滑动变阻器滑动触头从一端滑至另一端，R x两端电压和流入R x的电流变化仍极小，滑动变阻器的限流作用不明显，这时滑动变阻器只能采用分压式接法。 (2)保护用电器的原则 物理实验首先要保证电路中各种用电器的安全，当题目所提供的仪器，如电表量程或电阻的最大允许值不够时，限流式接法不能保证电路中各种器件的安全工作，此时应该采用分压式接法。现以1997年高考题为例进行分析。 [例1]某电压表的内阻在20k~50k之间，现要测量其内阻，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200LA)，电流表A2(量程5mA)，电流表A 3(量程016A)，滑动变阻器R(最大阻值1k)，电源E(电动势4V)，电键K，为了尽量减小误差，要求测多组数据。试画出符合要求的实验电路图。 本题如果采用限流式接法，被测电压表与滑动变阻器串联，加在电压表上的最小电压为V，已超过电压表的量程，将损坏电表，故应该采用分压式接法。 (3)适用性原则 如果题目对实验有特殊要求，则应在保证用电器安全的前提下，按照题目的要求选择合适的连接方式。现以1993年高考题为例进行分析。 [例2]将量程为100LA的电流表改装成量程为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(核对)，改装及校准所用器材的实物图(略)(其中标准电流表事先已与一固定电阻串联，以防烧表)，校准时要求通过电流表的电流能从0连续调到1mA，试按实验要求在所给的实物图上连线。 本题要求校准时通过电流表的电流能从0连续调到1mA，此时滑动变阻器只能采用分压式接法。 又如在实验中为了测定一个小电珠在不同电压下的功率，测量时要求小电珠两端的电压从零开始连续调节，此时滑动变阻器也只能采用分压式接法。 图 2 图1 滑动变阻器的分压接法和限流接法 邛崃一中——杨忠林 滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器，它在电路中的接法有分压和限流两种，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。教材对此又没有理论的讲解，又没有实际的指导，学生感到无从下手，笔者从多年的教学经验，结合电路分析，对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。 一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 1．滑动变阻器的分压接法 如图1所示的电路中，滑动变阻器总电阻为R 0，输入电压为U 0，负载电阻R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论： 首先，不接负载R 时，输出端的电压U=U 0 R 0 R ap ，可见，U 与成正比，输出电压电线性 的，如图1（b ）中①所示。换言之，触头P 在ab 间移动时，左半部分分得的电压是均匀变化的，电压的变化范围是0—U 0。 其次，当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时，P 点左边电路的等效电阻减小，与P 点右边部分串联而得的电压将比原来减小，如图1（b ）②所示。 再次，当负载电阻R 很小，对于确定的R ap ，左部分分得的电压将更小，如图如图1（b ）③所示。 可以得出结论：分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压，负载阻值应该较大。换言之，分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。 2．动变阻器的限流接法 如图2所示的电路输入电压为U 0，滑动变阻器总阻值为R 0，滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论： 首先，电路中的电流：I= U 0 R aP +R ，可见，I 随R aP 的增大而减小，如图（b ）所示。 当Rap=0时，电路中的最大电流I m =U 0 R ，R 两端 的电压最大U max =U 0。 当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时，电路中电流的最小值为I m 2 、I m 4 、 滑动变阻器的选择 【考点】： （1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中． （2）重点注意选择“下面接线柱”，口诀（移一下变小）：离开下变大，靠近下变小。， （3）连接电路时，滑动变阻器的滑片移到最大阻值。 （4）阻值的选择：滑动变阻器最大阻值偏小，不能使被测电阻的电压调不到要求的电压；滑动变阻器通过的 电流太小，有可能被烧坏．(注意：用定值电阻的最大确定滑动变阻器的最大值) （5）滑动变阻器的作用：保护电路，改变定值电阻两端的电压和通过的电流，以便多次测量。 (6) 滑动变阻器在电路的故障： ①、电表完好，按电路图连好实验电路闭合开关S后，发现灯L不亮，○A、○V表均无示数。移动滑动变阻器的滑片P，但灯L仍不亮，○A、○V表仍无示数，其故障是滑动变阻器断路。 ②、电表完好，按电路图连好实验电路闭合开关S后，发现灯L亮，○V、○A表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，○V、○A表 示数发生不变化，但灯L仍亮，其故障是滑动变阻器短路。 ③、电表完好，按电路图连好实验电路闭合开关S后，发现灯L发光较暗，移动滑动变阻器的滑片P，○A、○V表示数不发生变化，其故障是连接滑动变阻器时，两根导线同接在下面两个接线柱。 ④、电表完好，按电路图连好实验电路闭合开关S后，发现灯L较亮，○V、○A表有示数。移动滑动变阻器的滑片P，○A、○V表 示数不发生变化，其故障是连接滑动变阻器时，两根导线同接在上面两个接线柱。 ⑤、电表完好，按电路图连好实验电路闭合开关S后，发现灯L发光较亮，其原因：连接电路时，滑动变阻器的滑片 没有移动最大阻值上。 ⑥、电表完好，按电路图连好最后一根导线后，发现灯L发光较亮，其原因：连接电路时，开关没有断开和滑动变阻 器的滑片没有移动最大阻值上。 第一讲：滑动变阻器的阻值选择：【考点4】 1．(2013贵阳市)如图所示，是探究“电流与电阻的关系”实验电路图，电源电压保持 3V不变，滑动变阻器的规格是“10Ω1A”．实验中，先在a、b两点间接入5Ω的电阻，闭 合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V，读出并记录下此时电流表的示 数．接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验，为了保证实验的进行，应选择下列的哪两 个电阻（） A．10Ω，和40ΩB．20Ω和30ΩC．10Ω和20ΩD．30Ω和40Ω 2. (2013遵义市)小明在做“用伏安法测电阻”的实验中，所用的器材有3V的电源，最 大阻值为10Ω的滑动变阻器R，待测电阻R x及如图甲所示的其它器材。 （1）如图甲，实验电路还未连接完整，请用笔画线代替导线在答题卡相应图中将实验电 路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时，电流表的示数增大。 （2）连接电路时，开关应处于状态。 （3）调节滑动变阻器进行多次测量，其中一次当电压表的示数为2.5V时，电流表对应的示数如 图乙所示，则本次测得的待测电阻R x = Ω。（保留两位有效数字） （4）做完以上实验后，小明还用该实验装置来探究电流与电压的关系，计划测量当R x两端电压 分别为1V、2V、3V时对应的电流，但发现无论调节滑动变阻器都不能使R x两端电压达到1V，原 因可能是。 3.（2011·遵义）．某课外实验活动小组到实验室做“测定小灯泡L电阻”的实验。被测小灯泡L 的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω，实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表A量程 （“0~0.6A”，“0~3A”）、电压表V量程（“0~3V”，“0~15”）、开关各一只，导线若干，滑动变 滑动变阻器的限流接法和分压接法 被测电路对供电电压或供电电流有一定的要求，为满足这一要求，供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在电路中有两种连接方式： 1．限流接法 如图4为滑动变阻器的限流接法.它的连接方式是电压表、滑动变阻器与待测电阻三者串联.该接法对外供电电压的调解范围是：E R R E R x x ~0 ，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 2．分压接法 如图5是滑动变阻器的分压接法.它的连接方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联.该接法对外供电电压的调解范围是：E ~0，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 3．两种接法的比较：分压接法电压调解范围大，限流接法电压调解范围小，但限流接法电路耗能小. 4．两种接法的选择 滑动变阻器的两种接法都能控制调解负载的电流和电压，但在相同条件下调解效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当地选择限流接法和分压接法. （1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑. （2）为了便于调解，在待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相差不大的情况下应选择限流接法；在待测电阻的阻值远大于滑动变阻器阻值的情况下应选择分压接法. （3）在下列情况下必须采用分压接法： ①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调解，只有分压接法才能满足. ②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调解，电路中实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或其它元件，必须采用分压接法. ③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若采用限流接法，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量取平均值或用图象法处理数据，也起不到保护用电器的作用.为了在上述情况下尽可能大范围地调解待测电阻上的电流（或电压），应选择分压接法. 图4 图5 滑动变阻器的选择 一．解答题（共5小题） 1．（2011?绍兴）小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中． （1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视_________（选填序号）； A．变阻器滑片 B．电压表示数 C．电流表示数 （2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路； （3）实验中，他所选择的变阻器是_________（选填序号）； A．10Ω0.5A B．20Ω1A C．50Ω2A （4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是_________； （5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是_________． 2．在完成“测量小灯泡功率”的实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？为此，他找来了下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一定值电阻，三个规格分别为“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）． （1）通过分析表中的数据，你认为小明选择的规格是_________的滑动变阻器． （2）根据题意，正确完成剩余部分连线，并使滑片向右移动时电流变小． （3）分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是_________．（4）以其中一组数据为例，算出定值电阻的阻值为_________Ω．（结果取整数） （5）小李正确连接电路，闭合开关后发现电流表指针不转，电压表示数接近6V，电路的故障是_________． 滑动变阻器的选择 一?解答题(共5小题) 1小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为 6V.改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中. f电M Y 匕 (1)实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视 B (选填序号)； A. 变阻器滑片 B. 电压表示数 C. 电流表示数 (2 )在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路； (3)实验中，他所选择的变阻器是(选填序号); A.10Q0.5A B.20 Q1A C.50 Q2A (4 )乙图中阴影部分面积表示的科学量是电压； (5)实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V,电路发生的故障可能 是电阻R处有断路. 考探究电流与电压、电阻的关系实验. 占： 八、、?专作图题；简答题；实验探究题. 题： 分 (1)实验研究的是电流与电阻的关系，因此必须控制电阻两端的电压值一定，所以眼析：睛应注视电压表的示数，移动滑片保持电压表示数不变； (2)图中没有连入电路的是电压表，根据图象计算出电压表的示数，确定电压表选择的量程，在连 接过程中也要注意正负接线柱； (3)首先求出定值电阻两端需要控制的电压，然后根据串联电路的电压规律求得滑动变阻器两端的 电压值；然后从图乙中，取几个电流、电阻数值，分别算出对应的滑动变 阻器连入电路的电阻，这几个阻值都应该在滑动变阻器的阻值变化范围内，据此选择合适的变阻器. (4)阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值； (5)电流表示数为0,说明电路中有断路，电压表示数接近6V,说明电压表和电源连 2020年高考物理，滑动变阻器的三种连接方式，你都弄懂了吗 滑动变阻器作为电学的基本元件之一，相信大家都已经相当熟悉了。从初中开始，它就活跃在各种电学题里。今天我们要说的是滑动变阻器的三种连接方式，掌握这三种连接方式的特点，对我们快速解题是非常有帮助。下面我们就一起来看一下吧。 第一种，限流式接法，如下图1所示，这种接法中滑动变阻器只有一部分接入电路，其中接入电路的是露出部分(即电流流过的部分)，滑动变阻器接入电路的阻值与露出部分同增同减。实物连接时只需接一上一下两个接线柱。 第二种，分压式接法，如下图2所示（图3为其等效电路图），这种接法中滑动变阻器的一部分与其他用电器并联后，再与露出部分串联。滑动变阻器接入电路的有效值与露出部分同增同减。实物连接时一上两下（即上面一个接线柱和下面两个接线柱都要连入电路中） 第三种，自身并联式，如下图4所示，这种接法中，滑动变阻器的两部分是并联关系，电流在滑片处分流。当滑片处在中间时，滑动变阻器接入电路的阻值最大。（不清楚的同学可以取特殊值进行简单验证，假设滑动变阻器总阻值是10，那不管滑片处在什么位置，两部分阻值相加都等于10，然后分别取1和9，2和8……进行简单计算，你会发现取5和5时并联阻值最大）。这种连接方式通常在选择题里见得比较多，实验题只考限流式和分压式两种接法。 知道了这三种连接方式的特点，下面我们就来看看解题时是怎么应用的。 例1：如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( ) A．R3上消耗的功率逐渐增大 B．电流表读数减小，电压表读数增大 C．电源的输出功率逐渐增大 D．质点P将向下运动 【解析】见下图 滑动变阻器的构造和使用（案例分析） 【教学目标】1．知道滑动变阻器的构造。2．了解滑动变阻器的工作原理。 【重、难点】滑动变阻器的正确连接方法。 【实验器材】电流表、电阻丝、电珠、电源、开关、导线、滑动变阻器、木板。【教学过程】一、引入新课 展示课件“舞台灯光”视频，在展示过程中也不断调节音量。注意引导学生观察灯光的变化和音量的变化。展示调光台灯的应用，灯光的亮度同样发生了变化。 让学生思考：调光台灯为什么能够调节灯的亮度？是什么因素改变了灯的亮度呢？（让学生各抒已见表达自己的观点－－－） 二、新课教学 1．自制调光台灯电路实验 学生根据看到的调光台灯实物，利用手边的器材，连接一个调光台灯的电路。器材：电源、电珠、开关、电流表、电阻丝、导线若干。 要求：电路必须串联电流表，并且观察电流表的示数和灯的亮度的变化情况。学生动手实验接电路，教师对学生进行部分指导。 实验成功的学生讲述自己的实验电路，以及如何操作使得电灯的亮度发生改变， 教师提问：根据你的观察什么因素改变了灯的亮度？在你的操作中你改变了什么从而使灯的亮度发生了改变。 答：灯的亮度是随电流的大小而变化的，在操作中我改变了电阻而实现电流的变化，从而实现了灯的亮度的变化。 教师提问：在操作中是如何改变电阻的？ 答：用导线一端固定，导线另一端在电阻丝上滑动改变电阻丝的长度从而改变电阻的大小。 教师讲述：像这种能够通过改变长度从而改变电阻值的电学元件叫做滑动变阻器。 提问：结合刚才的实验观察，滑动变阻器的作用是什么？ 答：控制电路中的电流。 教师讲述：滑动变阻器的原理：靠改变电阻线的长度来改变电阻，从而改变电流。 （演示幻灯片）： （1）滑动变阻器的作用：控制电路中的电流。 （2）滑动变阻器的原理：靠改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻，从而改变电流。 2．认识滑动变阻器 教师提问：在刚才的实验电路中，对于灯的亮度的改变还不够多，是因为电阻线太长了不方便，如果还要进一步改变电阻值的大小比较多，那么滑动变阻器该做成什么形状？ 答：将电阻线密绕成螺旋状。 各组分发滑动变阻器，学生仔细观察滑动变阻器的结构，试说出各个构成部件的作用。 提问：根据对实验器材使用的熟练程度，猜测滑片顶端所标规格的含义？ 答：变阻器上所标规格的含义：最大电阻值；允许通过的最大电流值。 3．滑动变阻器接法的探究 学生实验探究滑动变阻器的接法。 器材：电源、电珠、开关、电流表、滑动变阻器、导线若干。 要求：电路必须串联电流表和滑动变阻器，并且观察电流表的示数和灯的亮度的变化情况。滑动变阻器在连接时只能用两个接线柱。实验同样要达到调光的效果。学生动手实验探究接法，教师对学生进行部分指导。（在指导、巡视的同时，将某些接法对于改变电流无效的进行全班探讨） 提问：如何接滑动变阻器才能有效地改变电流，让灯的亮度变化明显。 学生总结出“一上一下”的接法，以及两种不能改变电流的接法。滑键位于远离下接线柱的位置时，滑动变阻器接入的阻值最大。 三、为滑动变阻器编写一份说明书（包括结构及接法） 四、教学反思： 新的物理课程标准提出了新的教学理念：“从生活走向物理”要求贴近生活实际，贴近学生的亲身体验，激发学生自主探究物理现象，揭示物理的本质和规律； 滑动变阻器的选择 一．解答题（共5小题） 1．小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V．改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中． （1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视B（选填序号）； A．变阻器滑片 B．电压表示数 C．电流表示数 （2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路； （3）实验中，他所选择的变阻器是C（选填序号）； A．10Ω0.5A B．20Ω1A C．50Ω2A （4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是电压； （5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是电阻R处有断路． = 2．在完成“测量小灯泡功率”的实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？为此，他找来了下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一定值电阻，三个规格分别为“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）． （1）通过分析表中的数据，你认为小明选择的规格是“30Ω，1A”的滑动变阻器．（2）根据题意，正确完成剩余部分连线，并使滑片向右移动时电流变小． （3）分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小． （4）以其中一组数据为例，算出定值电阻的阻值为9Ω．（结果取整数） （5）小李正确连接电路，闭合开关后发现电流表指针不转，电压表示数接近6V，电路的故障是滑动变阻器断路． R'=≈ 滑动变阻器连接方式和阻值的选择 福建省政和第一中学 （353600） 黄健康 滑动变阻器的选择，是高考物理电学实验热点考查的内容。它涉及连接方式和阻值大小两方面的选择。研究相关物理问题时，要着眼于以下五个方面内容： 1．滑动变阻器的有效利用率 滑动变阻器的有效利用率，往往是绝大多数解题者容易忽视的问题。 滑动变阻器的有效利用率高低，表现在滑片移动的有效范围占整个可移动范围的大小。 在具体实验操作中，最好能让滑动变阻器有效利用率超过50%。 2．变阻器阻值与测量部分电路电阻大小对比 R x R 由于高中物理实验室中滑动变阻器通常匝数都在几十匝到一百匝左右。为研究问题方便起见，我们不妨假设一百匝来讨论问题，这可以让滑动变阻器的有效利用率大小明显凸显出来，还能让滑动变阻器阻值的取值与待测电阻对比更加明朗化。 R x R 在不必考虑滑动变阻器最大允许通过电流的情况下，限流式接法的滑动变阻器阻值大小通常取值R 为待测电阻的3～10倍比较适当，而分压式接法的滑动变阻器阻值为待测电阻一半以下比较适x R R x R 当。这样，通常能保证仪表指针偏转范围达满偏值三分之一（或半偏）以上，也能保证滑动变阻器的有效利用率超过50%。 当然，具体问题还应具体分析，上述取值只是通常情况下的一个值，有时会因特殊要求而有所变化。譬如，半偏法测定电流表内阻时，为了保证整个电路电流几乎不变，限流式接法的滑动变阻器阻值必须保证远大于待测电流表的内阻。 当给定的滑动变阻器阻值不符合设想要求时，就要进行机动性选择了。例如，分压式接法的滑动变阻器阻值达不到一半以下要求时，我们就要尽量选择阻值小一些的滑动变阻器，那样调节会更加方R x R 便，其有效利用率也会相对高一些。 3．测量范围或仪表偏转范围大小 作为实验题，在电路设计和仪表选择上，通常要让表针偏转量达半偏以上，实在无奈时表针偏转量最好也要能达到相应档位最大测量值的三分之一以上。 分压式接法测量部分电路电压和电流可从零开始起调，指针偏转范围大，相应测量范围大；限流式接法测量部分电路电压和电流不可从零开始起调，指针偏转范围小些，相应测量范围小些。 有时，一些做法和数据取值会给我们滑动变阻器接法选择上的暗示。画电压、电流从零开始取值的伏安特性曲线，或者实验设计的测量表格中电压、电流数据从零开始取值，均暗示滑动变阻器连接上要采用分压式接法。 4．测量组数多少 这里所说的测量组数，是测量数据能够明显区分出来的测量组数。利用图象法来确定物理量大小，最好测量组数能多一些，方便剔除某些偶然误差较大的数据。滑动变阻器分压式接法因为测量范围大，因此测量组数会多一些。而限流式接法测量范围小些，测量组数会少一些。测量组数在六组以下，通常可以考虑限流式接法，测量组数超过6组，通常可以考虑采用分压式接法。 5．能否起到保护作用 滑动变阻器存在于电路中，得保证调节过程中，电源、电路元器件及自身消耗功率均不超过各元件额定功率值。如果发现一种连接方式无法起到保护作用，则要考虑更换连接方式。 立足于上述五点，可以快速而准确地确定实验中滑动变阻器的连接方式和阻值大小。 高中物理3-1滑动变阻器的两种接法讨论和练习题 一，.限流接法讨论 如图1所示。 用电器Rx 的电压调节范围： 电路消耗的总功率为：EI 限流接法的选用原则： ①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节， 只在小范围内变化，且待测电阻Rx 与R 接近时。 ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小， 法的要求时。 ③两种方法都满足时优先选用限流接法。 二，.分压接法 如图3所示 ①Rx 电压调节范围0≤Ux ≤E 。 ②开关闭合前，P 应在a 端。 分压接法的选用原则： ①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。 ②待测电阻Rx 远大于R ，且要求电压变化范围较大时。 ③采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx 的额定值或电表量程时。 二，滑动变阻器分压式和限流式两种接法练习 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 k Ω的电阻 Rx ，现备有下列器材： A ．电流表(量程 100 μA ，内阻约 2 k Ω)； B ．电流表(量程 500 μA ，内阻约 300 Ω)； C ．电压表(量程 15 V ，内阻约 100 k Ω)； D ．电压表(量程 50 V ，内阻约 500 k Ω)； E ．直流电源(20 V ，允许最大电流 1 A)； F ．滑动变阻器(最大阻值 1 k Ω，额定功率 1 W)； G ．电键和导线若干。 电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ①____________________________________________； ②____________________________________________。 [例2] 碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜。己知某碳膜电阻阻值约为10Ω，其结构如图实－7－9所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下： A ．电流表(量程0～0.6 A ，内阻约0.2 Ω) B ．电流表(量程0～3 A ，内阻约0.03 Ω) C ．电压表(量程0～3 V ，内阻约30 k Ω) D ．电压表(量程0～15 V ，内阻约150 k Ω) E ．滑动变阻器(最大值为2 Ω) F ．滑动变阻器(最大值为20 Ω) G ．滑动变阻器(最大值为200 Ω) H ．学生电源(4 V) I ．螺旋测微器 J ．游标卡尺 实验主要步骤： (0)x ERx U E r Rx R ≤≤=+ 专题滑动变阻器的两种解法 一、教学目标： 1、认识滑动变阻器的两种接法 2、两种接法的特点及作用 3、两种接法的选择方式 二、重点和难点： 重点：两种接法的特点及作用 难点：两种接法的选择方式 三、设计思路： 先让学生认识滑动变阻器的两种接法，让学生小组讨论两种接法的电路构造特点，从而理解为什么一个叫限流式接法，一个叫分压式接法 根据串并联知识让学生分析两种接法的电压变化范围及电流变化从而得出必选分压式接法的一种情况 最后具体举联说明选择的方式 四、教学流程 教 学进程教师活动学生活动 活动目 标及说 明 一新课教学（直接引入）我们知道要描绘待测电阻的伏 安特性曲线，必须多测几组U、 I值，如何在同一电路中中多 测几组U、I值呢？ 思考： 1、滑动变阻器与小灯泡串联起 什么作用？试分析一下过程？ 2、滑动变阻器与小灯泡并联起 什么作用？试分析一下过程 学生A：通过滑动变阻器可起到作用 学生B： 滑片P移动的过程 中接入电路的电阻变化，使得通过待测电阻 的电流发生变化，加在待测电阻两端的电压 发生变化。电压的变化范围是 x x R E E R R + ,电流变化范围是 x x E E R R R + 可以使 学生对 滑动变 阻器的 两种接 法及电 路特点 进行理 解性识 记 滑片P 移动的过程中，加到待测电阻两端的电压发生变化，进而电流也发生变化 师总结：滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用 可见，当要求负载电压或电流从0开始变化或要求变化范围较大，要选分压式接法 负载R L 上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载R L 上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法 R R R L L +E ≤U L ≤E 0R R E L +≤I L ≤L R E EI L 分压接法 0≤U L ≤E 0≤I L ≤ L R E E （I L +I ap ） 比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小 拓展 限流法： 思考：1、待测电阻上电压调 节范围为 ~L L R E E R R +.显 然，当R 0< 2008年的高考复习已经结束，在复习过程中，电学实验是热点，也是难点。而在诸多的电学实验中，有一个仪器——滑动变阻器又是频繁出现的，不同的实验对于滑动变阻器的要求不一样，因此滑动变阻器的合理选择问题也就成了考核的重点和难点之一。在复习过程中，笔者发现在面对这个问题的时候，不少的学生感到很茫然。为了使学生能够更好地把握这个问题，笔者通过对大量相关试题的研究，总结了一点点体会。 1．总的原则 涉及滑动变阻器“选择”问题的电学实验主要有：测定金属的电阻率、描绘小电珠伏安特性曲线、把电流表改装成电压表、测定电源的电动势和内阻。这些实验中，关于滑动变阻器的“选择”问题主要分为两大类：总阻值大小的选择和分压、限流接法的选择。不过，无论是哪一种“选择”，都要遵循一些最基本的原则。 （1）安全性原则。即所选用的滑动变阻器及其接法，要保证电路的安全。如果该滑动变阻器的全部电阻连入到电路中，电路中的电流还是超过了电流表的量程，就必须选用滑动变阻器分压接法或者另换总阻值较大的滑动变阻器。就接法而言，从安全角度来看，分压接法的安全性要高得多。 （2）遵循实际要求原则。试题中有明确要求时，滑动变阻器及其接法的选择就必须按要求办。若题目中有“电压从0开始调节”、“要求较大的电压变化范围”等要求时，则选用分压接法，所用滑动变阻器的总阻值要相对小一些（但绝不是越小越好，还要确保自身的安全）;若题目中出现“调节滑动变阻器使电路中电流变化比较明显”等要求，则选用限流电路，滑动变阻器的总阻值应比电路其他部分的总阻值大。 （3）科学性原则。即根据滑动变阻器总阻值与待测电阻的关系，选择相应的接法。如果滑动变阻器的总阻值比待测的电阻要小，适合用分压接法;反之，滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值大，则适合用限流接法，此时如果所提供的滑动变阻器有两个，且均满足上述条件，则选择总电阻相对较小的，调节灵敏度高。 2．把电流表改装成电压表——半偏法测电阻实验中滑动变阻器的选择 把电流表改装成电压表实验的第一步是利用半偏法先测得电流表的内阻（实验电路见图1）。在这个分实验中，为了测量结果的精确性，即尽量在可控范围内减少实验误差，实验对于所选用的滑动变阻器有特定的要求。 半偏法测量电流表的内阻实验的具体步骤如下： （1）如图所示的方式连接电路。 （2）合上开关S1，调整R的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度。 （3）合上开关S2，调整R’的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半。 （4）记下此时的电阻箱的阻值R’=rg。 本实验的误差来自于变阻箱R’。从实验步骤中可以看出，在做实验的时候是忽略了R’对实验的影响的，认为S2闭合前后电路的总电流没有发生变化，所以当电流表的指针转到满刻度的一半时，认为通过变阻箱R’的电流也这么大，根据并联电路的特点，电流表内阻就等于此时变阻箱的阻值。 事实上，变阻箱R’的接入必定会改变电路的总电阻，，电路总电阻变小，导致总电流增大。当电流表的指针转到满刻度的一半时，实际上通过变阻箱的电流比通过电流表的电流要大，根据并联电路的特征：通过电流大的，电阻小。即此时电阻箱的电阻比电流表的内阻要小，而我们在实验中就是用电阻箱的阻值来代替电流表内阻的，所以测量值自然就是比标准值小。 还可以从数学上进行严格证明： 当S2未闭合时，有; 当S2闭合时，有; 联列上述两式得，因为<1，所以，测量值偏小。而且，有这个不等式也可以看出，R越 滑动变阻器两种连接方式的选择原则滑动变阻器是电学实验中常用的器材，它在电路中的连接方式是中学物理实验教学的难点，也是历年高考的一个重要考点。滑动变阻器在电路中的连接方式有两种，一种是限流式接法(如图a)，另一种是分压式接法(如图b)。下面我们对滑动变阻器的两种连接方式进行分析。 1 两种连接方式的区别 假设AB两端电压为U (1)消耗的功率不同 限流式电路消耗的功率为： 分压式电路消耗的功率为： 因为，所以I1 滑动变阻器的选择 一．解答题（共5小题） 1．小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V ．改变电阻R 的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持R 两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中． （1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视 B （选填序号）； A ．变阻器滑片 B ．电压表示数 C ．电流表示数 （2）在丙图中，用笔线代替导线，将电压表正确连入电路； （3）实验中，他所选择的变阻器是 C （选填序号）； A ．10Ω 0.5A B ．20Ω 1A C ．50Ω 2A （4）乙图中阴影部分面积表示的科学量是 电压 ； （5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V ，电路发生的故障可能是 电阻R 处有断路 ． 考点： 探究电流与电压、电阻的关系实验． 专题： 作图题；简答题；实验探究题． 分析： （1）实验研究的是电流与电阻的关系，因此必须控制电阻两端的电压值一定，所以眼睛应注视电压表的示数，移动滑片保持电压表示数不变； （2）图中没有连入电路的是电压表，根据图象计算出电压表的示数，确定电压表选择的量程，在连接过程中也要注意正负接线柱； （3）首先求出定值电阻两端需要控制的电压，然后根据串联电路的电压规律求得滑动变阻器两端的电压值；然后从图乙中，取几个电流、电阻数值，分别算出对应的滑动变阻器连入电路的电阻，这几个阻值都应该在滑动变阻器的阻值变化范围内，据此选择合适的变阻器． （4）阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值； （5）电流表示数为0，说明电路中有断路，电压表示数接近6V ，说明电压表和电源连 测电阻之小专题四：供电电路（也叫控制电路）中滑动变阻器连接方式的确定 本专题想要让学生明白： 1为什么限流接法时要选用较大的滑动变阻器而分压接法时要选用较小的滑动变阻器。 2实验题目中该如何选择滑动变阻器的大小及连接方式。 一、两种接法及名称 1、如图1所示，当用电器与滑动变阻器的一部分或全部直接串联使用时就叫限流接法。此接法中，滑动变阻器通常比用电器电阻或待测电阻大（3～5倍），即用大的控制小的。 2、如图2所示，当用电器与滑动变阻器的一部分或全部并联使用时就叫分压接法。此接法中，滑动变阻器通常比用电器电阻 或待测电阻小，即用小的控制大的。 3、两种接法的变换：在图2中，分压接法去掉一根导线T 改成了限流接法，限流接法添一根导线T 改成了分压接法。 二、滑动变阻器在电路中的作用 “调节和控制”用电器所能得到的电压与电流大小，便于多测几组数据，并且保护用电器。 三、两种接法的比较：（假设电源的内阻等于0；I 、U 的范围特指用电器R x 上的得到的电压电流范围） 说明：图1中触头在a 处、图2中触头在b 处时，Rx 上的电压电流最大； （总体说明：围绕滑动变阻器的选择和使用常见常用的有4个估算，最后一个估算较少用） ㈠、关于最大电流和最大电压：I max =E/R x 、U max =I max R x 。 1、它们是选择电源、电压表和电流表的参考依据。例如： 2、最大电流和电压的常用估算公式：Imax =E/R X 和Umax=Imax*R X 。对照电路图1（触头P 在a 端）和图2（触头P 在b 端），这相当于让电源直接给待测电阻提供电压和电流。另外，如果题目告诉了用电器的 额定功率，就应当根据电路的实际工作情况选用公式P=I 2R 、P=U 2/R 、P=UI 去估算用电器上的最大电流 最大电压。 ㈡、关于限流接法中的最小电流和最小电压：I min = E/（R x +R 0）、U min =I min R x 。 1、它们是检验滑动变阻器在限流接法时能否保护电压表和电流表包括用电器等等的参考依据。例如： 2、最小电流和电压的估算公式：Imin=E/( R+Rx)，Umin=IminRx 。对照电路图1（触头P 在b 端），滑动变阻器串接并全部用上时用电器上的电压电流最小。滑动变阻器兼有保护电路和调节电路的作用，经过图1：限流接法 高中物理滑动变阻器的连接方法 一. 滑动变阻器的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R L的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图1电路称为限流接法，图2电路称为分压接法。 其中，在限流电路中，当R0>R L时，I L主要取决于R0的变化；当R0 程0~3A ，内阻005.Ω）；电压表V 1（量程0~3V ，内阻3k Ω）；电压表V 2（量程0~15V ，内阻15k Ω）；滑动变阻器R 0（050~Ω），蓄电池（电动势为6V ）、开头、导线。 为了较准确测量R x ，电压表、电流表应选_____________，并画出实验电路图。 解析：由待测电阻的额定功率P 和阻值的大约值，可以算出待测电阻的额定电压、额定电流的值约为 U PR V x 额=≈?≈1522. I P R A x 额===//.15045 则电流表应选A 1，电压表应选V 1。 因A 1的内阻R A 与V 1的内阻满足R R R R V x V x =?=?=>023000245..Ω，故电流表必须外接。 因为滑动变阻器的全阻值R =50Ω大于被测电阻R x 。故首先考虑滑动变阻器的限流接法。若用限流接法，则被测电阻R x 上的最小电流为 I E R R A I x min /()/().=+=+=<6550011额 故可用限流电路。电路如图3所示。 2. 下列情况下滑动变阻器采用分压连接法 （1）题设条件中所提供的实验仪器电表量程或电阻的最大允许电流不够。 例2. 用伏安测金属某导体的电阻R x （约为5Ω），已知电流表内阻r A =1Ω，量程为0.6A ，电压表内阻r B 为几k Ω，量程为3V ，电源电动势E ＝9V ，滑动变阻器的阻值为06~Ω，额定电流为5A ，试画出测量R x 的原理图。 解析：因为R r r x A B <，故应采用电流表外接法。如果采用限流接法，负载电阻R x 的电压变化范围为45119V V /~，显然题设所提供的电压表的量程不够，故应采用分压式接法，其电路原理图如图4所示。 滑动变阻器的两种接法比较和选择 知识要点 一、滑动变阻器的两种连接方式 如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法． 二、两种电路的比较 1.从调节范围上比较 分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R 0无关。 2.从方便调节的角度比较 其中，在限流电路中，通R L 的电流I L =0 R R E L +，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0< 从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。 从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EI L ），分压电路耗能大（E （I L ＋I ap ））。 三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 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，灵活择取． （1）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），即大范围内测量时，必须采用分压接法． ②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b ）连接时，因R L >>R 0＞R ap ，所以R L 与R ap 的并联值R 并≈R ap ，而整个电路的总阻约为R 0，那么R L 两端电压U L =IR 并=0R U ·R ap ，显然U L ∝R ap ，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作． 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R L 的额定值时，只能采用分压接法． （2）下列情况可选用限流式接法 ①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，采用限流式接法． 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，采用限流式接法． ③没有很高的要求，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． 滑动变阻器的两种接法比较和选择 一、滑动变阻器的两种连接方式 如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载 R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限 流接法，图（b ）电路称为分压接法． 二、两种 电路的比较 负载R L 上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载R L 上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功 率 限流接法 R R R L L +E ≤U L ≤E 0 R R E L +≤I L ≤L R E EI L 分压接 法 0≤U L ≤E 0≤I L ≤ L R E E （I L ＋I ap ） 比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小 1.从调节范围上比较 分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R 0无关。 2.从方便调节的角度比较 其中，在限流电路中，通R L 的电流I L = R R E L ，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0<滑动变阻器的分压接法和限流接法
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