滑动变阻器接法的选择.doc

滑动变阻器接法的选择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）对负载的电压、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：负载上电压调节范围（忽略电源内阻）负载上电流调节范围（忽略电源内阻）相同条件下电路消耗总功率限流接法分压接法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，负载两端的电压和通过负载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，通过的电流，当滑动变阻器的最大值时，随滑动变阻器连入电路中的阻值的变化而变化；当时，主要取决于，特别是当时，无论怎样改变的大小，都不会使有明显变化。在分压接法中，不论的大小如何，调节滑动触头P的位置，都可以使有明显变化。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1）；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：（应将20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，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，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（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，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，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