滑动变阻器的限流与分压

刘万强

滑动变阻器因能有效地改变电压和电流的大小，而成为电学实验控制电路中较重要、较常用的仪器，是历年来高考实验考查的热点和重点。滑动变阻器在电路中有两种常见的连接方式，即分压式和限流式。下面我们就滑动变阻器的限流、分压接法的选取与优化，进行简单整理，以期对同学们的复习有所帮助。

一、滑动变阻器限流与分压接法的分析

例1 有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约6Ω，横截面积如图1甲所示。现有如下器材：

A.电流表A₁（量程0.6A，内阻约O.1Ω）

B.电流表A₂（量程3A，内阻约0.03Ω）

C.电压表（量程3V，内阻约3kΩ）

D.滑动变阻器R₁（1750Ω，0.3A）

E.滑动变阻器R₂（15Ω，3A）

F.蓄电池（6V，内阻很小）

G.开关一个，带夹子的导线若干

（1）要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选____，滑动变阻器应选____。

（2）请将如图1乙所示的测量电路补充完整。

二、滑动变阻器限流与分压接法的调节

在电学实验中有不少仪器同时有“粗调”和“微调”两个调节旋钮，通常需要交替使用。用“粗调”定大致数值.用“微调”定精确值。在电路中利用滑动变阻器组合也能够起到粗调和微调作用，一般是将阻值一大一小的两个滑动变阻器组合起来使用。

如图3所示的两个滑动变阻器都是限流接法，调节时能使引起电路中电流改变范围较大的那个变阻器为粗调电阻，能使引起电路巾电流变化范围较小的那个变阻器为微调电阻。若图3中电阻R₁的阻值较大，则为电流的粗调电阻，电阻R₂的阻值较小，则为电流的微调电阻。

如图4所示的两个滑动变阻器都为分压接法，共同起分压作用，都可以调节负载上的电压，如果两个滑动变阻器最大阻值不等，则在滑动触头移动相同距离时，若R₁的阻值变化较大，负载上的电压变化也较大，则R，为负载电压的粗调电阻，R₂为负载电压的微调电阻。

例2 在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，采用如图5所示的电路可以方便地调节小电珠两端的电压值，已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为R₁、R₂，且R₁=10R₂。

解析：（1）将实物图转化为电路图如图6所示。

（2）根据电路图可以看出，要使小电珠的电压在开始时有最小值，在闭合开关前，两个滑动变阻器的滑片P₁和P₂应分别放在各自的b端和c端。

（3）因为滑动变压器R₂的最大阻值较小，即移动相同长度时电阻变化较小，所以可以用于精细调节。

三、滑动变阻器分压接法中保护定值电阻的选取

在滑动变阻器的分压式接法中，往往会出现电源的电动势过人与负载需要的电压较小的矛盾，定值电阻就成了分压限流的辅助元件，即需要引入定值电阻串联分压，使负载电压不超过电表的量程，便于测量。根据定值电阻在电路的位置，通常可以分为两类，如表2。

例3 为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流，，利用P=UI得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1.8W”，电源为12V的电池（内阻不计），滑动变阻器的最大阻值为10Ω。

（1）准备使用的实物电路如图7所示，绘制出如如图8所示的图像。清将滑动变阻器接入电路的正确位置。（用笔画线代替导线）