滑动变阻器分压与限流两种接法的选择

滑动变阻器的分压式、限流式特点及选择方法滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器, 是一个能连续改变电阻值的可变电阻,它在电路中用于调控用电器的电流、电压。

常用的接法有分压式和限流式两种。

在电学实验中,如何把滑动变阻器正确的接入电路是学生感到非常棘手的问题之一,也是实验成功与否的一个重要因素.一.滑动变阻器在电路中的两种接法:1.限流式--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上图(a)所示,待测电阻Rx与滑动变阻器Rp的左边部分电阻串联,右边部分被短路不起作用。

当滑动变阻器的滑动头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,滑动变阻器起到控制电路电流作用。

学生往往根据串联分压的知识容易误认为分压式。

为了实验安全,在实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大,通常做法是,在合上开关前,滑片P应在b端,这样就可以使滑动变阻器所使用的阻值最大,而待测电阻的电压和电流均为最小。

在进行电路实物连接时,应该用一根导线连接滑动变阻器滑杠的一端,另一根导线连接滑动变阻器电阻线圈的一端(即一上一下)。

2.分压式--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上图(b)所示,待测电阻Rx与滑动变阻器Rp的左边部分电阻并联后再与右边部分串联。

因为待测电阻Rx与滑动变阻器Rp左边电阻并联,则待测电阻Rx与滑动变阻器Rp左边电阻两端的电压相等,通过改变滑动变阻器滑片P的位置就可以改变待测电阻Rx两端电压,实现调节电压目的。

学生往往根据并联分流的知识容易误认为限流式。

为了实验安全,在合上开关前,滑片P应在最左边(a端),这样可以使待测电阻Rx上的电压和电流均为零。

在进行电路实物连接时,用一根导线连接滑动变阻器滑杠的一端,另外两根导线连接滑动变阻器电阻线圈的两端(即一上二下)。

二.分压式与限流式的特点:1. 待测电阻上电压的调节范围不同设电源的电动势为E,内阻不计。

滑动变阻器分压与限流两种接法的选择滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，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.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.一、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2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.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的总功率 限流接法E U E R R R L L L ≤≤+0 L L L R E I R R E ≤≤+0 L EI 分压接法 E U L ≤≤0 L L R E I ≤≤0 )(ap L I I E +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限流法：如图（a ）所示，待测电阻上电压调节范围为E E R R R L L ~0+.显然，当R 0<<R L 时，在移动滑动触头的过程中，电流的变化范围很小，总电流几乎不变，U L 也几乎不变，无法读取数据；当R 0>>R L 时，滑动触头在从b 向a 滑动的过程中，先是2.下列情况可选用限流式接法（1）测量时对电路中的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R0相差不大或R L略小于R0，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优先采用限流式接法.三、例题赏析例1：如图10-3所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为E,内阻不计.（1）当K断开，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？（2）当K闭合，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？（3）设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同，a、c间长度为x，当K接通后，加在R1上的电压U1与x的关系如何？【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路的原理是关键【解析】（1）若K断开，则该控制电路为滑动变阻器的限流接法，故≤U1≤E （2）若K闭合，则该控制电路为滑动变阻器的分压接法，故0≤U1≤E（3）U1=IR并，R并=,I=得：U1=【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同例2：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约5 Ω,额定功率为1 W）；电流表A1（量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω）;电流表A2（量程0~3 A，内阻0.05 Ω）;电压表V1（量程0~3 V，内阻3 kΩ）;电压表V2（量程0~15 V，内阻15 kΩ）;滑动变阻器R0（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图. 【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=V≈2.2 V,I=A=0.45 A.则电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Ω＞Rx，则电流表必须外接.因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，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Rx上的最小电流为Imin==0.11 A＜I额，因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示.【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于调节，故限流接法是首选，只要能保证安全且有一定的调节范围即可。

1．两种电路及其变压范围（1）分压式电路及其变压范围如图1所示为分压式电路，由电路可以看出，若P在A端，灯泡电压；P向右滑动的过程中，逐渐增大；当P在B端时，。

不难看出，灯泡L 两端电压的变化范围在之间。

如果灯泡L的额定电压为，则L两端电压在之间。

（2）限流式电路及其变压范围如图2所示为限流式电路，由电路可以看出，若P在A端，灯泡电压；随P向下滑动的过程中，滑动变阻器的有效电阻逐渐增大；则L的分压逐渐减小，当P在B端时达到最小值。

则不难看出，灯泡L两端电压的变化范围在之间。

比分压式连接方式的变压范围要小。

2．分压式电路的使用条件根据分压式连接方式的变压范围比较大这一特点，在以下几种情况中，滑动变阻器需要采用分压式接法。

（1）实验中要求负载电压变化范围大，应把滑动变阻器连接成分压式电路例1．测定“V，W”小灯泡的功率，并研究小灯泡的电流随电压变化关系的实验，器材如下：蓄电池V，电流表、电压表（0～3V）、滑动变阻器，要求实验中灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值，试画出实验电路图。

解析：本实验中要求“灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值”，这种要求是限流式电路无法做到的，故应该连接成分压式电路，其实验电路如图3所示。

（2）实验中用小阻值滑动变阻器控制大阻值负载，应把滑动变阻器连成分压式接法如果滑动变阻器的电阻小于负载的电阻值，若连成限流式，根据限流式接法的电压变化范围知负载电压的最小值等于，若，则，即负载两端的电压变化范围太小而造成非常大的偶然误差，这不符合我们的实验要求。

因此，必须把滑动变阻器连接成分压式电路。

例2．用伏安法测定一个阻值约为KΩ，额定功率为W的电阻，备用器材有：①电流表（µA，KΩ）；②电流表（µA，Ω）；③电压表（V，KΩ）；④电压表（V，KΩ）；⑤电压表（V，KΩ）；⑥两节干电池，每节电动势V，最大电流A；⑦直流稳压电源（V，A）；⑧直流稳压电源（V，A）；⑨滑动变阻器阻值约为KΩ，额定功率为W。

三、两种连接方式的选取（来自04）在负载电流要求相同的情况下，限流电路中干路电流比分压电路中的干路电流更小，所以限流电路中消耗的总功率较小，电源消耗的电能就较小，这说明限流具有节能的优点。

在实际电路设计时应视实验要求灵活选取分压电路或限流电路。

(一)分压电路的选取1．若实验要求某部分电路的电压变化范围较大．或要求某部分电路的电流或电压从零开始连续可调．或要求多测几组I、U数据，则必须将滑动变阻器接成分压电路。

例1：测定小灯泡“6V，3W”的伏安特性曲线，要求实验中灯泡两端的电压从零开始连续可调。

供选择的器材有：电压表V，(量程6V，内阻20kD,)，电流表A．(量程3A，内阻0．2Q)，电流表A，(量程0．6A，内阻lfl)，变阻器R，(0～100fl，0．5A)，变阻器R，(0～20fl，0．2A)，学生电源E(6—8v)、开关及导线若干。

选择出符合实验要求的实验器材并设计出实验电路。

分析：不管是从题中要求灯泡两端电压必须从零开始连续可调的角度考虑．还是从为了最终能较准确画出伏安特性曲线必须多测几组I、U数据的角度考虑．限流电路都难以满足要求，因此必须采用分压电路。

实验电路如图3所示。

器材包括：电压表V，、电流表A，、变阻器R，、电源、开关及导线。

若实验中要用小阻值的滑动变阻器控制大阻值负载．或者题中所给电源电动势过大．尽管滑动变阻器阻值也较大．但总电流大予负载的额定电流值，或总电流大于接入电表的量程，此时的滑动变阻器也应接成分压式电路：若负载电阻的额定电流不清楚，为安全起见．一般也连成分压电路。

例2：为了较准确地用伏安法测定一只阻值大约是3kn的电阻，备用的器材有：A、直流电源，电压12V，内阻不计；B、电压表，量程O一3—15V，内阻10kft；C、电流表，量程0～0．6～3A，内阻20n；D、毫安表，量程5mA，内阻200Q；E、滑动变阻器，阻值0～50Q；G、电键及导线若干。

试设计出实验电路。

滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据及伏安法测电阻 2013.10.301.限流式图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx的电压可调范围限流式电路的特点:①电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单.②电能损耗较小.2.分压式图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx的电压可调范围0~E分压式电路的特点:①电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大. 但电路结构较为复杂.②电能损耗较大.分压限流的选择1. 负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连读可调，应选分压电路.2. 若负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路.3. 若负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器总阻值R或相差不多，且没有要求电压从零可调,应选限流电路.4. 两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路总功率小。

5. 特殊问题要具体问题具体分析.电流表内接法与外接法选择：(1阻值判断法：当时,采用电流表“外接法”当时,采用电流表“内接法”。

即大内小外！(2试触法:若电压表变化明显，用外接法；若电流表变化明显，则用内接法！实验一测金属丝电阻率1.实验步骤①测量电阻丝的直径d.②按电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路；③把一段同规格的电阻丝接入电路，用mm刻度尺量出其接入电路的长度l.④把滑动变阻器的滑片调至适当位置，电路经检验无误后闭合电键，改变滑动片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数Ｉ和Ｕ的值。

求出电阻的平均值.或者作出U-I图像，求其斜率k=R⑤利用计算金属丝的电阻率.例1：在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，下列做法正确的是(A.用米尺量金属丝的全长（测三次），求出平均值，然后接入电路中B.在铅笔上密绕金属丝30匝，量出宽度，除于匝数，得出金属丝的直径C.用伏安法测电阻时宜用安培表内接法，多次测量求出平均值D.实验中，通电时间不宜太长，电流不宜过大，尽量保持金属丝的温度不变例2：(1用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图所示，则测量结果应该读作________cm.(2用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图实所示，此示数为________cm.练习：1.欲用伏安法测定一段阻值为左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：A. 电池组（3V、）B. 电流表（）C. 电流表（）D. 电压表（0~3V、）E. 电压表（0~15V、）F. 滑动变阻器（0~）G. 滑动变阻器（0~） H. 开关、导线（1）上述器材中应选用的是______________。

滑动变阻器分压与限流两种接法的选择滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，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.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2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.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的总功率限流接法E≤UL≤E≤IL≤EIL分压接法0≤UL≤E0≤IL≤E（IL+Iap）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限流法.如图（a）所示，待测电阻上电压调节范围为.显然，当R0<<RL时，在移动滑动触头的过程中，电流的变化范围很小，总电流几乎不变，UL也几乎不变，无法读取数据；当R0>>RL时，滑动触头在从b向a滑动的过程中，先是电流表、电压表的示数变化不大，后来在很小的电阻变化范围内，电流表、电压表的读数变化很快，也不方便读数，只有当RL与R0差不多大小时，才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能达到目的的前提下，限流法较为省电，电路连接也较为简单.②分压法.如图（b）所示，待测电阻上电压调节范围为0～E，且R0相对于RL 越小，R上的电压变化的线性就越好.当R0>>RL时，尽管UL变化范围仍是0～E，但数据几乎没有可记录性，因为在这种情况下，滑片从左端滑起，要一直快到右端时，电压表上示数一直几乎为零，然后突然上升到E，对测量几乎没有用处.因此，分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。

滑动变阻器的限流接法与分压接法：两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小，但在不同条件下，调节效果大不一样，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RL远大于滑动变阻器的最大值R0时，必须采用分压接法.因为按图（b）连接时，因RL>>R0＞Rap,所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻值约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=·Rap，显然UL ∝Rap,且Rap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RL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）测量时对电路中的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RL与R0相差不大或RL略小于R0，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优先采用限流式接法.例1：如图10-3所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为E,内阻不计.（1）当K断开，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？（2）当K闭合，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？（3）设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同，a、c间长度为x，当K接通后，加在R1上的电压U1与x的关系如何？【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路的原理是关键【解析】（1）若K断开，则该控制电路为滑动变阻器的限流接法，故≤U1≤E （2）若K闭合，则该控制电路为滑动变阻器的分压接法，故0≤U1≤E（3）U1=IR并，R并=,I=得：U1=【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同例2：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约5 Ω,额定功率为1 W）；电流表A1（量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω）;电流表A2（量程0~3 A，内阻0.05 Ω）;电压表V1（量程0~3 V，内阻3 kΩ）;电压表V2（量程0~15 V，内阻15 kΩ）;滑动变阻器R0（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图. 【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=V≈2.2 V,I=A=0.45 A.则电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Ω＞Rx，则电流表必须外接.因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，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Rx上的最小电流为Imin==0.11 A＜I额，因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示.【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于调节，故限流接法是首选，只要能保证安全且有一定的调节范围即可。

滑动变阻器的限流式和分压式接法及两种接法的选择滑动变阻器的两种电路都能控制调节负载的电压和电流，但调节效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当的选择限流式接法和分压式接法，下面是选择的方法。

1．通常情况下（满足安全条件），由于限流式接法电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑。

2．在下列情况下必须采用分压式接法：（1）实验要求使某部分的电压或电流从零开始调节，只能采用分压式接法；（2）如果实验所提供的电表量程或其他元件允许通过的最大电流很小，若采用限流式接法，无论怎样调节，电路中的实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或元件，滑动变阻器必须采用分压式接法；（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的阻值时，若采用限流式接法，待测电阻的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，也起不到保护电阻或电表的作用，为了在上述情况下尽可能大范围的调节待测电阻的电流或电压，应选择分压式接法；（4）在对改装后的电流表或电压表进行校准时，必须从零开始校准，滑动变阻器必须采用分压式接法；3．大阻值的滑动变阻器一般采用限流式接法，小阻值的一般采用分压式接法。

经验分享：1. 电学实验对分压式接法考查较多；2. 若滑动变阻器阻值较小（例如10Ω、20Ω），采用分压式接法的可能性就非常大；3. 做题时要注意审题，从上下文中挖掘隐含条件。

高考经典真题思路详解：1.（1997年全国高考题）某电压表的内阻在20~50k Ω之间，现要测量其内阻，实验室提供下列器材可供选择：A ．待测电压表（量程3V ）；B ．电流表A 1（量程200μA ）；C ．电流表A 2（量程5mA ）；D ．电流表A 3（量程0.6A ）；E ．滑动变阻器R （最大值1k Ω）；F ．电源E （电动势4V ），电建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，要求多测几组数据，试在图中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电建已连好）。

分压与限流滑动变阻器的选法滑动变阻器的连接方式：1.限流式接法:(串联)这种接法中滑动变阻器只有一部分接入电路，其中接入电路的是紫色部分(即电流流过的部分)，滑动变阻器接入电路的阻值与紫色部分同增同减。

实物连接时只需接一上一下两个接线柱。

2.分压式接法：(半串半并)这种接法中滑动变阻器的绿色部分与其他用电器并联后，再与紫色部分串联。

滑动变阻器接入电路的有效值与紫色部分(串联)同增同减。

实物连接时只需接一上二下两个接线柱。

3.自身并联式:(自身两并)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。

当滑片处于两边对称时，滑动变阻器接入电路的阻值最大。

实物连接时只需接一上二下两个接线柱。

连接方式的选择电学实验要考虑仪器的安全(量程)，也要考虑可操作性，不能过于缓慢变化，也不能突然变化，变化要比较均匀，还要考虑节能。

串联总电阻主要由大电阻决定，并联总电阻主要由小电阻决定。

分压式：选择最大阻值为负载电阻的0.1~0.5倍最合适。

限流式：选择最大阻值为负载电阻的2~5倍最合适。

可以用十六字口诀来概括：零起必分，滑小必分，烧表必分，滑大可限。

(1) 要求负载上电压或电流变化范围较大,并且从零开始连续可调,选用分压式电路;(零起必分)(2) 负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总阻值R,应该选用分压式电路;(滑小必分)(3) 负载电阻阻值Rx小于滑动变阻器阻值R或相差不多,并且电压、电流变化不需要从零调起,可采用限流式接法;(滑大可限)(4) 两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法;(节能限流)(5) 特殊情况还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值等多种情况来反复推敲,选择最佳的电路。