如何有效的选择滑动变阻器

2016-12-05李通银

新教育时代·教师版 2016年30期

李通银

摘要：滑动变阻器在高中物理实验中占据非常重要的地位，纵观最近几年高考试题，滑动变阻器仍久是经久不衰的热门考点。在电学实验中正确选取滑动变阻器，既要有理论知识又要有实践经验，本文主要分析了选择滑动变阻器的一般方法。

关键词：变阻器电阻率内阻

滑动变阻器有分压式和限流式两种连接方式，但在相同条件下的控制效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当地选择。滑动变阻器的选择主要从以下四个方面：第一，电路安全，即要注意电路中各电表的量程以及变阻器的额定电流；第二，电路中电流、电压需要调控的范围；第三，实验中应使滑动变阻器便于调节，电表并于读取数据，也就是使滑动变阻器的滑动成为有效滑动；第四，电路能量消耗小。下面通过以下三个例题来进行说明。

例1、在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω.实验室备有下列实验器材：

A.电压表V1（量程3 V，内阻约为15 kΩ）

B.电压表V2（量程15 V，内阻约为75 kΩ）

C.电流表A1（量程3 A，内阻约为0.2 Ω）

D.电流表A2（量程600 mA，内阻约为1 Ω）

E.变阻器R1（0—100 Ω，0.3 A）

F.变阻器R2（0—2 000 Ω，0.1 A）

G.电池E（电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω）

H.开关S，导线若干

（1）为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有_______.

（2）为了减小实验误差，应选用图甲中________（选填“a”或“b”）为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来.

解析：（1）由电池E决定了电压表选V1；结合Rx粗略计算电流在600 mA内，故选A2；由Rx约为5 Ω确定变阻器选R1，故应选器材有A、D、E、G、H.

（2）因A2的内阻不能满足远小于Rx，电流表应外接，故选图b.实物连接如图所示。

故答案为：（1）ADEGH；（2）b；如图

例2、有一量程为0-5V的电压表V，某同学为了知道它的内阻，采用了下列测量方法：

（1）该同学利用欧姆表通过图1的方式进行测量，测量时欧姆表的黑表笔应该一电压表的正（选填“正”或“负”）极接线柱相接，红表笔与另一接线柱相接，在欧姆表的档位位于“×1k”挡时，欧姆表的实数如图2所示，则电压表的内阻Rv约为

（2）为了更准确第测量出这块电压表V的内阻，该同学在实验室找到了下列器材：

电压表V1：量程0—10V 定值电阻R0：阻值5000Ω

滑动变阻器R1：0—50Ω 滑动变阻器R2：0—10Ω

电源E：电动势12V，内阻很小开关S，导线若干

该同学设计了图3所示的电路，其中甲为，乙为（选填“V”或“V1”）滑动变阻器应选（选填“R1”或“R2”）该同学通过调节滑动变阻器的阻值，得到电压表V，V1 的多组读数U，U1，以U为纵坐标，U1为横坐标建立坐标系并画出相应图像，如图4所示，若图像的斜率为k，则电压表V的内阻Rv= 用k和R0表示）

解析：（1）欧姆表的黑表笔与内置电源的正极相连，红表笔与内置电源的负极相连，电压表的正极线柱应与高电势点相连接，利用欧姆表通过图1的方式进行测量，测量时欧姆表的黑表笔应该一电压表的正极接线柱相接；欧姆表的档位位于“×1k”挡，由图2所示可知，则电压表的内阻Rv约为4.5×1k=4.5kΩ.

（2）由图3所示电路图可知，电压表乙与定值电阻串联后再与电压表甲并联，并联电路两端电压相等，因此甲电压表的量程应大于乙电压表的量程，则电压表甲为 V1，电压表乙为V；两个滑动变阻器的阻值相差不是很大，在选择时就不能按照我们常规的选择方法来进行选择，通过把R1和R2结合实验原理图进行分析，电路中接入R1时所消耗的电能比接入R2少，所以滑动变阻器应选择R1；并联电路两端电压相等，由图3所示电路图可知，U1=U+IR0，则，由图4所示图像可知，图像斜率，则电压表内阻

故答案为：（1）正；4.5；（2）V1，V，R1，.

例3、在做测量金属丝电阻率的实验时，某同学请人把金属丝做成截面为正方形的金属丝。

（1）他先用螺旋测微器测量金属丝的边长，由图可得，金属丝的截面边长为 mm

（2）金属丝的电阻较小，约为5Ω，则选择（填A或B）电路测量比较准确

（3）现有下列实验器材：

电源（电动势3V，内阻约为0.4Ω）

电流表A1（量程10mA，内阻约为5Ω）

电流表A2（量程0.6A，内阻约为0.5Ω）

电压表V（量程3V，内阻约为2KΩ）

滑动变阻器R1（阻值0—3Ω）

滑动变阻器R2（阻值0—25Ω）

开关导线若干。