滑动变阻器的分压接法和限流接法

1. 限流和分压接法的比较滑动变阻器常用的接法有两种，如图1所示为限流式接法，图2为分压式接法。

这两种接法都可以对用电器R进行电流和电压的控制。

在滑动触头P由移动的过程中，若不计电源内电阻，两种电路对R的电流和电压的控制情况如下表：图1电流表（量程）滑动变阻器R（最大阻值）；电源（电动势4V）；电键K。

（1）所提供的电流表中，应选用____________。

（2）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。

（97年高考）分析：将电流表、电压表串联，只要读出两表读数，即可用公式求得电压表的内阻。

通过电压表的最大电流值故电流表应选。

由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻，且要求测多组数据，故变阻器用分压式连接，如图3所示。

（2）要求负载上电压或电流变化范围较大，或者需要从零开始连接可调，须用分压式接法。

例2. 已知某电阻丝的电阻约为，现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用；A. 量程为，内阻是的电流表。

B. 量程为3V，内阻是的电压表。

C. 阻值是，额定电流为2A的滑动变阻器。

D. 蓄电池（6V）。

E. 开关一个，导线若干。

要求：画出用伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图，测量数据要尽量多。

分析：若采用限流式接法，由于电阻丝阻值为，在3V电压（电压表的量程）下工作，则流过它的最大电流为，改变滑动变阻器的阻值（0～），电路中电流变化范围约为，电流取值范围比较小，故采用分压式接法比较好。

电路图如图4所示。

（3）若电源的电动势较大，负载电阻及滑动变阻器的总阻值不大，则用分压式接法。

例3. 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻（约）；直流电流表（量程，内阻）；直流电压表（量程，内阻）；直流电源（输出电压3V，内阻不计）；滑动变阻器（阻值范围，允许最大电流1A）；电键一个，导线若干条。

根据器材的规格和实验要求画出实验电路图。

分析：若滑动变阻器采用限流式连接，则将其全部接入电路时，电路电流为仍大于直流电流表的最大量程（10mA），故滑动变阻器应用分压式连接。

滑动变阻器的限流式和分压式接法（一）滑动变阻器在电路中的两种接法：1．通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流——限流式；如图1所示，当滑动头P 从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。

注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

2．通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用——分压式。

如图2所示，电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变P 的位置改变用电器R 两端电压，实现调制电压作用。

（二）两种电路选取： 1．两种电路的比较：⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下，限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。

2．选择原则：由于限流式电路能节约能源，一般情况下优先选择限流式接法（以提高电路效率）。

例：在如图所示电路，已知U =5V ，通过变阻器AB 连成分压式电路向小灯泡L 供电，电灯L 上标有“2.5V 、25Ω”字样。

求： ⑴为使小灯泡正常发光且上述电路的效率达到40%， 应如何选择变阻器的额定电流和电阻值。

⑴限流式接法⑵分压式接法⑵变阻器如何连接才能使电路的效率达到最大？最大效率为多少？但在下列几种情况下，必须选择分压式连接方式：①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时，且实验要求电压（电流）的变化范围较大；②明确要求某部分电路的电压从零开始变化；例：测定小灯泡的伏安特性曲线。

③若采用限流接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

例：用伏安法测金属电阻R x（约为5Ω）的值，已知电流表内阻为1Ω，量程为0.6A，电压表内阻为几kΩ，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为0～6Ω，额定电流为5A，试画出测量R x的原理图。

3．几点说明：⑴对实验器材和装置的选择，应遵循的几条主要原则：①安全性原则②准确性原则③方便性原则④经济性原则⑵分压电路中，在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流（或电压）的条件下，尽量选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。

滑动变阻器的限流式和分压式接法课前预习（一）滑动变阻器在电路中的两种接法：1．通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流——限流式；如图1所示，当滑动头P 从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。

注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

如图1所示，为保证电路安全，滑动变阻器的滑片P 应先置于何处左端还是右端？答2．通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用——分压式。

如图2所示，电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变P 的位置改变用电器R 两端电压，实现调制电压作用。

如图2所示，为保证电路安全，滑动变阻器的滑片P 应先置于何处左端还是右端？答（二）两种电路的特点及选取：1．电压和电流的调节范围⑴限流式接法 电压范围：U U R R R p ~+； 电流范围：RU R R U p ~+。

（上式中：R 为用电器的电阻，R p 为滑动变阻器的全电阻。

）可见：限流电路的调节范围与R p 有关。

在电源电压U 和用电器电阻R 一定时，R p 越大，用电器上电压和电流的调节范围也越大；当R p 比R 小得多时，用电器上的电压和电流的调节范围都很小。

⑵分压式接法 电压范围：U ~0 ； 电流范围：RU ~0。

可见：分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp 无关。

2．两种电路的比较：⑴限流式接法⑵分压式接法⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下，限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。

3．选择原则：由于限流式电路能节约能源，一般情况下优先选择限流式接法（以提高电路效率）。

但在下列几种情况下，必须选择分压式连接方式：①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时，且实验要求电压（电流）的变化范围较大；②明确要求某部分电路的电压从零开始变化；③若采用限流接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

图 2图1滑动变阻器的分压接法和限流接法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 0R 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 0R 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 0R，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 、I m 6…… 负载电阻R 两端的最小电压Umin 为U 02 、U 04 、U 06…… 由此可见，若滑动变阻器总电阻R 0较小，它对整个电路的电流控制能力就小，反之较大。

1、滑动变阻器限流、分压接法 ⑴限流接法
①电流表示数变化范围
x
A x R U I R R U ≤≤+max 滑 ②电压表示数变化范围 U U R R R U A x x ≤≤⋅+max
滑 ⑴分压接法
①电压表示数变化范围
U U A ≤≤0
②电流表示数变化范围 x
A R U I ≤≤0 2、滑动变阻器限流、分压接法选择原则
⑴分压接法
①“从零必分”要求电表示数从零开始变化（或需要测量多组数据时），选用分压接法 ②“烧表必分”用限流接法超过电流表量程时，选用分压接法
③“大阻必分”负载电阻x R >>max 滑R 时，限流接法对电流、电压的控制作用不明显，选用分压接法
⑴限流接法
①负载电阻x R <<max 滑R 时，限流接法对电流、电压的控制作用显著，选用限流接法
②两种接法均满足实验要求时，由A UI P =限流<）（滑并分压I I U P
A +=，从节能角度，选用限流接法
限流接法
分压接法。

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。

一、滑动变阻器的分压接法与限流接法滑动变阻器的分压接法与限流接法各有什么特点？如何选用？滑动变阻器是电学实验中较重要、较经常使用的仪器，它能够改变电压和电流的大小.滑动变阻器在电路中有两种连接方式，即分压式和限流式.(1)电路特点图甲为分压式电路，图乙为限流式电路.其中R 为用电器电阻，R 0为滑动变阻器的电阻，A 、B 为两头接线柱，C 为滑动触头，E 、r 为电源电动势和内阻.由图可知，两种电路的电路结构性质大不相同.分压电路中，R 0全数接入电路，R 与R BC 并联后又与R AC 串联，组成混联电路.而在限流电路中R 0的一部份接入电路，并与R 串联组成简单的串联电路.一、分压式电路的特点：①滑动触头必需从B 到A 调剂，不致在接通电路时，因超过额定电压而烧坏用电器.②电压能够从零开始转变。

当滑动触头C 由B 向A 滑动时，用电器上的电压由零慢慢变大。

0000RR E RR R R r R R ⋅+++，③R 上的电压转变范围是零到当电源的内阻r 能够忽略时，R 上的电压转变范围是0~E .④当R <<R 0时,C 由B 向A 滑动时，R 上电压转变缓慢，C 接近A 端时电压开始迅速增加，无益于电压调剂； 当R >>R 0时，电路外电阻要紧由R 0决定.当C 由B 向A 滑动时，R 上的电压转变较快，容易达到所需电压，即R >>R 0时常采纳分压式电路.二、限流式电路的特点：①利用限流式电路做实验时，开始滑动触头C 应在B 端，避免实验中电流过载而烧坏用电器.②当滑动触头C 由B 向A 滑动时，外电路电阻变小，电流由小变大，通过R 上的电流始终不为零，电流I 在r R E +到rR R E ++0之间转变. ③当R>>R 0时，电流可调范围较小；当R <<R 0时，电流可调范围较大，这时常常采纳限流式电路. 由以上分析得出：当R >>R 0时，常采纳分压式电路；当R <<R 0时，常采纳限流式电路.关于限流接法和分压接法的一些理论分析在限流接法中，如电路负载电阻为R ，滑动变阻器总电阻为r ，电源的电动势为E ，电源的内电阻忽略不计，则电路中电流的变更范围为E ／R ≥I ≥E ／（R ＋r ）。

滑动变阻器的三种接法由于滑动变阻器在电路中有多种接法，所起的作用也有所不同。

常见的变阻器的接法有三种：1.整个滑动变阻器作为一个可变电阻，接在一个电路当中，即通常所说的限流式接法；2.一个滑动变器分为两部分作为两个可变电阻,分别接在两条支路中，当一条支路电阻变化时，另一支路的电阻也发生变化；3.变阻器的一部分接在支路，另一部分接在干路中，即通常所说的分压式接法。

一、限流式接法。

此种接法当变阻器接入电路电阻最大时，电流最小，但不能为零；当变阻器接入电路电阻为零时，流过变阻器的电流最大。

例1 如图1所示电池电动势为E ，内电阻为r 。

当可变电阻的滑片P 向b 点移动时，电压表V 1的读数U 1与电压表V 2的读数U 2的变化情况是( )A ．U 1变大，U 2变小B ．U 1变大，U 2变大C ．U 1变小，U 2变小D ．U 1变小，U 2变大解析 滑片P 向右移动时，总电阻变大，干路中I =rR E+变小。

由于路端电压U=E -Ir ，U 增大，即V 1的读数U 1增大。

由于V 2的读数U 2=IR ，U 2减小，所以A 正确。

二、变阻器的两部分分别接在两条支路中，滑片的移动，影响两条支路的电阻变化。

例2 在如图2所示的电路中，已知电源电动势E =6V ，内电阻r =1Ω，R 1=2Ω，R 2=3Ω，R 3为5Ω的滑动变阻器，其滑动触头为P 。

求当P 滑到什么位置时电流表的读数最小？最小值为多少？解析 当外电阻最大时，干路中的电流最小，设变阻器R 3上a 、p 之间的电阻为R ap ，则根据串、并联知识得外电路的总电阻为：R =321321))((R R R R R R R R ap ap ++-++ （1） 因R 1+R ap 与R 2+R 3-R ap 之和为一定值，故 R 1+R ap =R 2+R 3-R ap 时，外电阻R 有最大值，即当P 滑到R ap =(R 2+R 3- R 1)/2=3Ω时,外电阻最大，电流表示数最小。

1、限流和分压接法的比较滑动变阻器常用的接法有两种，如图1所示为限流式接法，图2为分压式接法。

这两种接法都可以对用电器R进行电流和电压的控制。

在滑动触头P由移动的过程中，若不计电源内电阻，两种电路对R的电流和电压的控制情况如下表：限流电路（图1）分压电路（图2）电阻R的电压调节范围电阻R的电流调节范围在限流电路（图1）中，电阻R上的电流强度当时，无论怎样改变的大小，都不会使通过R的电流有明显变化。

可见，只有在或两者相差不多的情况下，滑动变阻器才会对R 上的电流有明显的控制作用。

在分压电路（图2）中，不管电阻R的大小如何，调节滑动变阻器触头位置，都可以使通过被测电阻R的电流由0变到，通过被测电阻R的电流有明显变化。

从电能损耗方面分析，图1的损耗比图2要小，且图1具有电源负担轻，电路连接简便等优点。

2、两种接法的选用原则（1）负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。

若接成限流式，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流变化不明显，测得的电压和电流取值范围小。

例1、某电压表的内阻在之间，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（量程）；电流表（量程）；电流表（量程）滑动变阻器R（最大阻值）；电源（电动势4V）；电键K。

（1）所提供的电流表中，应选用____________。

（2）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。

分析：将电流表、电压表串联，只要读出两表读数，即可用公式求得电压表的内阻。

通过电压表的最大电流值故电流表应选。

由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻，且要求测多组数据，故变阻器用分压式连接，如图3所示。

（2）要求负载上电压或电流变化范围较大，或者需要从零开始连接可调，须用分压式接法。

例2、已知某电阻丝的电阻约为，现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用；A. 量程为，内阻是的电流表。

B. 量程为3V，内阻是的电压表。

C. 阻值是，额定电流为2A的滑动变阻器。

滑动变阻器的限流式和分压式接法（一）滑动变阻器在电路中的两种接法：⑵分压式接法⑴限流式接法1．通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流——限流式；从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的P所示，当滑动头如图1 电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。

注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

．通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用——分压式。

2的P用电器与左边电阻的电压相等，改变,2所示，电阻R与变阻器左边电阻并联如图位置改变用电器R 两端电压，实现调制电压作用。

（二）两种电路选取：1．两种电路的比较：⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

限流电路消耗的电能小于分压电路消⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下，耗的电能。

．选择原则： 2 。

由于限流式电路能节约能源，一般情况下优先选择限流式接法（以提高电路效率）连成分压式电路，通过变阻器AB例：在如图所示电路，已知U=5V Ω”字样。

求：25L向小灯泡L供电，电灯上标有“2.5V、40%，⑴为使小灯泡正常发光且上述电路的效率达到应如何选择变阻器的额定电流和电阻值。

1页1 第页共12 砺儒中学高二物理专题训练．⑵变阻器如何连接才能使电路的效率达到最大？最大效率为多少？但在下列几种情况下，必须选择分压式连接方式：①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时，且实验要求电压（电流）的变化范围较大；②明确要求某部分电路的电压从零开始变化；例：测定小灯泡的伏安特性曲线。

③若采用限流接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

例：用伏安法测金属电阻R（约为5Ω）的值，已知电流表内阻为1Ω，量程为0.6A，电压x表内阻为几kΩ，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为0～6Ω，额定电流为5A，试画出测量R x的原理图。

3．几点说明：⑴对实验器材和装置的选择，应遵循的几条主要原则：①安全性原则②准确性原则③方便性原则④经济性原则⑵分压电路中，在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流（或电压）的条件下，尽量选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。