滑动变阻器的连接与选择.pdf

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滑动变阻器的两种连接方法
先看一道试题:如图1是小汉同学利用滑动变阻器调节电灯亮度的电路图。实验中他发现当移动滑动变阻器滑动片时,电灯只能由亮到暗之间变化,而不能熄
灭。他想通过移动变阻器滑动片使电灯由亮到熄灭之间变化。请你帮他重新设计一个能够满足要求的电路图。
分析:电路中,电灯亮还是不亮,主要看电灯两端是否有电压(或电灯中是否有电流)。观察电路图1可以发现,当滑动变阻器的滑动片左右移动时,只
会引起电路中总电流大小的变化,不会使电灯中的电流为零(滑动变阻器的这种连接方法叫做控流式,其显著特点是滑动变阻器与用电器串联,移动滑片主要
改变电路中的电流),所以它只能改变电灯的亮暗,不会使电灯熄灭。若要使电灯熄灭而不工作,必须设法使电灯中的电流可以由大变到小,直至变为零。当
电灯中电流为零时,电灯所在的电路可以是开路,也可以是短路。只凭通过移动变阻器的滑动片无法形成开路,而要形成短路,只须让电灯与滑片相连,形成
一条支路,如图2所示(滑动变阻器的这种连接方法叫做分压式,其显著特点是用电器与滑动变阻器并联,移动滑片可以使用电器两端的电压从零到电源电压
间任意改变)。
滑动变阻器的这两种连接方法中,哪一个更好呢?
二者都能改变用电器的工作状态。图2中,当滑片调至最左端时,电灯被短路,无电流而熄灭。而图1中电灯里始终有电流通过。
从节约电能的角度看,要使电灯最亮,图2中滑片应移至最右端,此时滑动变阻器与电灯并联,滑动变阻器中仍有电流,这会白白耗费电能。图1中滑片
移至最右端,电灯最亮,此时滑动变阻器中不会有电流(想想为什么?),因而更省电。至于要使电灯完全熄灭,只要让开关断开就可以了。所以控流式在实际
中应用比较多,同学们也比较熟悉。分压式在一些特殊设计中也有应用,中考也有涉猎。下面看一道考题。
题目:(2006绍兴)小明同学为了定性比较水的流速大小,设计了一个实验装置。如图3是他的部分设计图,小铜球P系在电阻可以忽略的细金属丝下,
悬挂在O点,AB为一固定在水平方向的电阻丝,他与金属丝接触良好(不计摩擦),B端在O点正下方。他设想:开始时小球P沿竖直方向处于静止,当把
小球P放入水平流动的水中时,球受到水流冲击相左偏移一定的角度θ,水流速度越大,偏角θ越大。测量者可以根据电压表数值大小判断水流速度大小。请:.
你完成余下的电路连接,要求水的流速大时,电压表的示数大,水的流速小时,电压表的示数小。
解析:首先要把题目中的实际问题转化成我们熟悉的物理模型。图3实验装置中的电阻丝AB、小铜球P和电阻可以忽略的细金属丝构成了滑动变阻器,
在向左的水流冲击下,相当于滑片的小铜球P向左滑动,可以改变电阻丝AB接入电路的状态,从而改变电路中的电流或电压。
问题的困难在于题目中给的是电压表,按照通常的滑动变阻器的连接方法(控流式),无论滑片怎样移动,给定的实验装置都无法使电压表的示数改变(不
信你可以试一试)。怎么办呢?这就必须用滑动变阻器的分压式连接了。即让电压表与滑片相连,形成一条支路,它有两种接法,如图4a、b所示。符合要求
的是哪一个呢?对,是图4b,连接成实物图如图5。
滑动变阻器的连接方法
:.
06欧姆定律2007-12-0216:59:55阅读388评论0字号:大中小
滑动变阻器有四个接线柱,共有六种接法。如果把四个接线柱分别标为A、
B、C、D,那么接法为AB、AC、AD、BC、BD、CD,共六种,而其中有两种
很少使用,因为他们的阻值是零(AB)和最大(CD),不能起到变阻的作用。剩下
的四种如图所示,研究一下,会发现它们接入电路中的电阻丝是滑片到下面接线
柱之间的部分。所以,滑片靠近所接的那个接线柱时,滑动变阻器连入电路中的
部分电阻变小;滑片远离所接的那个接线柱时,滑动变阻器连入电路中的部分电
阻变大。
根据电路图连接实物图的例题
07电功率2007-12-0121:28:55阅读543评论1字号:大中小
问题:
如图所示,是用滑动变阻器改变电流大小的电路图及有关元件示意图,请
用笔画线代替导线,按电路图完成对应实物图的连接。已知灯泡电阻约为8Ω。
要求:①当滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡逐渐变暗;②电流表读数尽
可量精确。
:.
分析:
①电源由两节干电池组成,电压为2×=3V,根据灯泡的电阻约为8Ω,
可知电路中的最大电流约为I=U/R=3/8≈,为使电流表读数精确,应接量程
。
②为使滑动变阻器的滑片P向右移动时,小灯泡逐渐变暗,应使滑动变阻
器上滑片左侧部分连入电路,即接A接线柱。与滑片相连的接线柱接C或D均
可。
③由电路图知该电路是串联电路,应将元件逐个顺次连接。
解答:如图所示。
:.
滑动变阻器两种连接方式的选择原则
作者:周桂川文章来源:《教学仪器与实验》点击数:86更新时间:2008-10-10
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1a),另一种是分压式接法(如图1b)。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I<I,因此P<P,即限流式电路节约电能。
1212
(2)用电器R分得电压的变化范围不同
x
限流式电路用电器R分得电压U的变化范围为~U。可见用电器分得电压
xx
变化范围较小,且不能从零开始变化
分压式电路用电器R分得电压U的变化范围为0~U可见用电器分得电压变化范围较
xx
大,且可从零开始变化。
滑动变阻器的限流和分压连接的选择
作者:::2006-03-26查看74
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滑动变阻器的限流和分压连接

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
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。
图2:.
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。

(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。
,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。(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。
图3
(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。
,现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用;
,内阻是的电流表。
,内阻是的电压表。
,额定电流为2A的滑动变阻器。
(6V)。:.
,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。
图4
(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。
:
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。又因,故采用电流表外接法,实验电路图如图5所示。
图5
(4)当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻R或相差不多时,若两种电路都可以对负载的电流和电压有明显的调节,或两种电路
都满足实验要求,且电压、电流变化不要求从零调起,则多采用限流式接法,这样的接法电源负担轻,能耗小。
,已知金属丝的电阻,约为;电流表量程3A,内电阻约;电压表量程
3V,内电阻约;电源电动势6V;滑动变阻器R的总电阻,额定电流。试画出测量金属丝电阻的电路图。
分析:电源电动势为,
流过金属丝的电流约
可采用限流接法,电路如图6所示。
图6:.
滑动变阻器的限流和分压连接
高巧平

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
限流电路分压电路
(图1)(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。
:.
图2
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。

(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。
,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。(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。:.
图3
(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。
,现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用;
,内阻是的电流表。
,内阻是的电压表。
,额定电流为2A的滑动变阻器。
(6V)。
,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。
图4
(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。
:
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。又因
,故采用电流表外接法,实验电路图如图5所示。
图5
(4)当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻R或相差不多时,若两种电路都可以对负载的
电流和电压有明显的调节,或两种电路都满足实验要求,且电压、电流变化不要求从零调起,
则多采用限流式接法,这样的接法电源负担轻,能耗小。
,已知金属丝的电阻,约为
;电流表量程3A,内电阻约;电压表量程3V,内电阻约;电源电动势6V;
滑动变阻器R的总电阻,额定电流。试画出测量金属丝电阻的电路图。
分析:电源电动势为,
流过金属丝的电流约
可采用限流接法,电路如图6所示。:.
图6
最佳答案
要选择合适的滑动变阻器,每个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流,使用时要根据需要进行选择,不能使通过滑动变阻
器的电流超过它允许通过电流的最大值,否则会烧坏变阻器。
使用前应该将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大。
接法:不管是有几个接线柱的滑动变阻器,在连入电路时,可采用“一上一下”的连接方法。“一上”指上面金属棒两端的任一接线柱连入
电路,“一下”指把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。
(4)滑动变阻器连入电路中的电阻值大小的判断,可采用“近小远大”的判断方法。即如果滑动变阻器的滑片在移动过程中逐渐接“近”
连入电路的下接线柱,则变阻器连入电路的阻值将逐渐减“小”,反之,若滑片移动过程中逐渐“远”离连入电路的下接线柱,则连入电路的
阻值将逐渐增“大”。
分压电路中滑动变阻器选择的探讨
在电路中,当我们确定用并联分压电路时,在给定两个都符合使用条件的滑动变
阻器时,为什么要用最大阻值较小的,如果用数学方法严格推理,不仅繁难,而且学生无法
理解,在教学中我用特殊值法结合图象定性分析,浅显易懂,取得了较好的效果.
例如,一个R0=100Ω的用电器,电源电压为E=10V(内阻不计),为了使它两端的电压
从0到10V可调节,给定两个最大阻值R分别为20Ω和500Ω的滑动变阻器,它们的最大
允许电流均符合要求,如图所示,设滑动变阻器左边的电阻为x,则R0两端的电压由分压
关系:
当用20Ω的滑动变阻器去组成并联分压式电路,当电
阻连续变化时,用电器上获得的电压,见下表
电阻Ω02468101214161820
:.
当用500的滑动变阻器去组成并联分压式电路时,其变化见下表
电阻Ω050100150200250300350400450500

将上述变化特点用图象表示,纵坐标用U/E,横坐标用滑动变阻器左边的长度与总长度之比
Lx/L表示,从图象中直观看出,用最大阻值为20Ω滑动变阻器时,随着滑片的移动,电压
几乎是线性变化,而用最大阻值为500Ω滑动变阻器时,开始电压随滑片的移动,变化十分
缓慢,连入长度改变50%,电压变化只有约20%,而最后电压随随滑片的移动,变化又太大,
连入长度改变20%,电压变化达到55%。可见,在并联分压电路中滑动变阻器的最大阻值越
大,这种非线性变化越明显,调节越不方便。
摘自《物理教学》2003年第8期上
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1a),另一种是分压式接法(如图1b)。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I<I,因此P<P,即限流式电路节约电能。
1212
(2)用电器R分得电压的变化范围不同
x
限流式电路用电器R分得电压U的变化范围为~U。可见用电器分得电压变化范
xx
围较小,且不能从零开始变化
分压式电路用电器R分得电压U的变化范围为0~U可见用电器分得电压变化范
xx
围较大,且可从零开始变化。
回答人的补充2009-08-0814:09
回答人的补充2009-08-0814:22
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0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的电流均有明显的控制作用,因此,两种连接方式
x
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两端电压和流入R的电流变化仍极小,滑动变阻器的限
xx
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A(量程200LA),电流表A(量程5mA),
12
电流表A(量程016A),滑动变阻器R(最大阻值1k),电源E(电动势4V),电键K,
3
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。