电学实验中滑动变阻器的“选择”问题
北京 大兴一中 102600 韦中燊
0．引言
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。
电阻复习
1. 当铜丝或镍铬合金丝接入电路时，灯泡越亮，电流表的示数就__________，说明不同导体对电流有__________（“相同”或“不同”）的阻碍作用，在物理学中，用__________来表示导体对电流的阻碍作用的大小，它是导体本身的一种性质。
2．导体的电阻通常用字母__________表示，电阻的单位是__________，简称__________，符号是__________，另外来可用__________、__________作它的单位，它们的换算关系是：1MΩ=__________Ω 1 KΩ=__________Ω
3．定值电阻（电阻器）的符号是_________
4．自学教材中图16.3-4常温下物体的导电的绝缘能力的顺序排列图表，归纳总结出内容的信息或规律：
电阻的大小与__________有关，导体与绝缘体__________绝对的界限(有或没有）。
5．影响电阻大小的因素有那些？
a.比较不同材料的导体时，需要把两条________不同，________、________相同的金属丝接入电路，通过比较电流表示数的大小，来比较导体电阻的大小。
b.比较不同长度导体的电阻时，需要把两条________、________相同，________同的金属丝接入电路。
c.比较不同粗细导体的电阻时，需要把两条________、________相同，________不同的金属丝接入电路。
变阻器检测
1.一个滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”的字样，它的意思是指变阻器的 ( )
A.电阻最小值是20Ω,允许通过的最大电流是1A
B.电阻最小值是20Ω,允许通过的最小电流是1A
C.电阻最大值是20Ω,允许通过的最小电流是1A
D.电阻变化范围是0－20Ω,允许通过的最大电流是1A
2.如图示的滑动变阻器四种接法中，当变阻器的滑片P向左移动时，都能使电路中的电流变大的是 （ ）
课程篇
滑动变阻器是一个重要的电路元件，在初中物理电学实验中，有很多实验需要用到滑动变阻器才能获得事半功倍的效果。在课堂教学中，学生能够熟练了解滑动变阻器的结构，了解它在电路中的用处，并且会简单地使用滑动变阻器来连接电路。但是想要真正了解滑动变阻器在电路中起到什么样的作用，需要放在不同的电学实验中进行分析研究。在初中物理电学实验中涉及滑动变阻器的有以下几个：（1）滑动变阻器在用伏安法测小灯泡的电功率。（2）用伏安法研究电流与电压的关系的实验。（3）设计实现小灯泡的亮与灭。一、滑动变阻器在用伏安法测小灯泡的电功率中的作用滑动变阻器在此实验中的作用主要有：（1）保护电路。（2）改变小灯泡两端的电压。下面用实验来讲解一下滑动变阻器的作用：连接一个小灯泡与滑动变阻器串联的电路，电路中串联上电流表，电压表的两端连接在小灯泡的两端，这样做成一个简单的测小灯泡的电流和电压的电路，不同之处是串联上一个滑动变阻器。通过调节滑动变阻器的电阻来改变小灯泡两端的电压和通过的电流。滑动变阻器本身就是一个电阻，只不过是可以变动电阻值的电阻。由公式P=UI，可知，只要改变其中一个变量，就可以测出小灯泡的实际功率。在上面设计的电路中，串联电路的电压是相加的，已知U=IR，改变电阻就能改变电阻两端的电压，总电压不变，小灯泡两端的电压也就随之改变，从而测出小灯泡的实际功率。要测出小灯泡的实际功率，还有一个要求是小灯泡两端的电压是实际电压，所以在实验中用到滑动变阻器，可以使小灯泡两端的电压是实际电压，达到提高实验准确度的目的。二、用伏安法研究电流与电压的关系滑动变阻器在此实验中的作用主要是改变定值电阻两端的电压和通过的电流，从而找出规律。在上面的实验中，我们已经提到过实验中的几个公式：P=UI，U=IR。就其中的U=IR来说，这个公式是怎么得来的呢？也就是我们现在说的电流和电压的关系，这就用到伏安法来测量。通过设计实验来讲解一下：猜想一下：导体的电阻一定时，通过的电流与两端的电压是正比关系；导体两端的电压一定时，通过的电流与电阻成反比。实现这个猜想，我们需要保证的是电阻一定，这个可以找定值电阻来实现，那么电压一定呢？电压一定，我们需要改变电流或电阻的值，这时用到滑动变阻器就刚刚好。因为在更换电阻的时候，根据串联分压的特点，这个时候定值电阻两端的电压也会改变，那如何确保在定值电阻更换后其两端电压与原来相同呢，这就要利用滑动变阻器，滑动变阻器本身是一个电阻，是一个可以改变电阻值的电阻，其两端电压也可以变化，这样就可以把定值电阻与滑动变阻器串联，通过调节滑动变阻器的电阻来确保定值电阻两端电压与原来相同。再经过多次实验，找出规律。三、设计实现小灯泡的亮与灭在电学实验中，如果只给一个滑动变阻器和小灯泡，让你设计一个能够改变小灯泡的亮度的实验。很多学生可能会觉得很难，也对此有以下的猜想。（1）把小灯泡与滑动变阻器进行串联，通过改变电阻的值来改变电压，通过小灯泡的电流改变来实现小灯泡的忽明忽暗。在这个实验中，滑动变阻器起到改变通过的电流来控制小灯泡的亮度。（2）第一个实验不能完全让小灯泡灭掉，所以还要研究一下滑动变阻器。在滑动变阻器的下方是有两个接线柱的，怎样接入电路中，能决定电阻丝是一个还是两个。可以把电阻分成两部分，一部分与小灯泡串联，一部分与小灯泡并联，这样接入到电路中，通过滑动滑片，使与小灯泡并联的电阻变小，实现分压变小，灯泡变暗，滑倒最顶端使灯泡就熄灭了。在这个实验中，滑动变阻器不仅改变了通过的电流，还控制了小灯泡两端的电压。小灯泡两端没有了电压，也就没有了电流，肯定就会熄灭。这是巧妙地运用了滑动变阻器的组织结构和连接方式的不同来实现的，可谓妙哉。四、其他作用在电学实验中有测电阻的实验，滑动变阻器在此实验中的作用主要有：（1）保护电路。（2）改变定值电阻两端的电压和通过的电流，确保数据的准确性。还有研究电阻与电流的关系的实验，与研究电压与电流的实验几乎一样，只是滑动变阻器的作用不同而已，在这个实验中的作用是控制电阻两端的电压不变。通过以上几个物理电学实验验证了滑动变阻器在不同的电学实验中起到的作用也是不同的。但原理都是一样的，通过改变电阻来达到改变与之相联系的变量的值，在与不变的值来研究变量之间的关系。变量之间关系的研究是为了更好地应用在实验中，就如前面讲到的小灯泡熄灭的实验一样，只有掌握了滑动变阻器在各种电路中起到的作用，才能熟练地应用在新的实验探究中，才能培养学生的创新能力，从而提高初中物理电学的教学质量。参考文献：［1］张仁义，张琼华，魏开明.“测小灯泡功率”实验教学反思［A］.湖北省物理学会、武汉物理学会2004学术年会论文集［C］，2004.［2］华庆付.赏析与滑动变阻器有关的电路问题［J］.数理化学习（初中版），2005（2）.誗编辑李建军滑动变阻器在初中物理电学实验中的作用朱刚（江苏省昆山市葛江中学）摘要：滑动变阻器在电路中的作用主要是通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和两端的电压。在初中的电学实验中如果能够巧妙地加入滑动变阻器，能够提高课堂的讲解效率和实验教学的质量。针对滑动变阻器在物理教学实验中起到的重要作用做一些论述。关键词：滑动变阻器；初中物理；电学实验
1 电器中考题系列一一滑动变阻器与物理问题
1．下图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是
答案：D
2．小华想用滑动变阻器控制小灯泡的亮度，设计了如图所示的4种电路，其中正确的是
A．②③ B．③④ C．①③ D．①②
答案：A
3．如图所示是一种可测定油箱内油面高度的装置，R'是定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，油量表由电流表改装而成，通过两只电表的示数变化可以反映油面的高度变化．关于此装置的工作原理，下列说法中正确的是
A．当油面高度升高时，油量表示数减小
B．当油面高度升高时，电压表示数增大
C．当油面高度降低时，油量表示数增大
D．当油面高度降低时，电压表示数不变
答案：B
4．如图甲所示，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到＿＿＿端（选填“a”或“b”）；闭合开关S，调节滑动变阻器，电流表的示数如乙图所示，通过灯L的电流为＿＿＿A． V
R'
油量表
浮标 轻杆 R P
A P
B P
C P
D
+ - CDABPCDABPCDABPCDABP+ - + - + -
① ② ③ ④ 2
答案：b 0.3
5．如图所示的电路中，有几根导线尚未连接，请用笔划线代替导线补上．补上后要求：（1）两灯泡并联；（2）电流表测灯L1的电流；（3）闭合开关后，向左端移动滑动变阻器的滑片P，两灯均变暗．
答案：如图
6.如图，电源电压恒为4.5V，灯泡L标有“3V 0.9W”字样（灯丝电阻不变），滑动变阻器规格“50Ω lA”，在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是：
A．该电路的最大功率是1.35W
B．滑动变阻器的阻值可以调到零
C．滑片向左移动时，电压表示数变大
D．滑片向右移动时，灯泡消耗的功率变大
