探究滑动变阻器在初中物理实验中的作用

许辉

【摘 要】滑动变阻器是初中物理电学实验中的一个重要元件，它可以通过移动滑片的位置改变连入电路中电阻线的长度，从而改变电路中的电流和两端的电压。本文针对滑动变阻器在初中物理实验中起到的重要作用做一些讨论。

【关键词】滑动变阻器;物理实验;电路;初中;电学实验

滑动变阻器是一个较为复杂的器件，不仅接线柱多，在使用过程中还由于变阻器的动态变化导致电流、电压随之发生变化，所以理解和使用变阻器对学生来说是一个难点。在初中的电学实验中，如果能够巧妙地加入滑动变阻器，便能够提高课堂的讲解效率和实验的教学质量，下面本文将浅谈滑动变阻器在实验中作用及如何选择滑动变阻器。

一、探究电路中电流与电压，电流与电阻关系中的作用

1.探究电路中电流与电压关系中的作用

此实验目的是研究在电阻一定的情况下，通过电阻的电流是否会随着加在电阻两端的电压变化而发生改变。如图1所示，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，同时记下相应的电流值，可以分析得出结论：通过导体的电流与加在它两端的电压成正比。

2.探究电路中电流与电阻关系中的作用

此实验目的是研究加在电阻两端的电压在一定的情况下，电流是否会随着电阻的变化而发生改变。又如图1所示的电路，在探究电流与电阻的关系中，滑动变阻器的作用是保证定值电阻两端的电压保持不变，此时换用不同的定值电阻，记下相应的电流值，再分析得出结论： 在电压不变的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

二、探究滑动变阻器在“伏安法测电阻”实验中的具体作用

如图2所示，在伏安法测电阻实验中，由于被测电阻的阻值是一个不变的量，为了减小误差，使测量结果更加接近真实值，需要多次调节滑动变阻器以改变被测电阻两端的电压和通过的电流，利用欧姆定律计算出多次测量的结果，最后算出电阻的平均值，达到实验目的。滑动变阻器在此实验中的最主要作用是：为进行多次测量取平均值，减小实验的误差。

三、探究滑动变阻器在“测量小灯泡电功率”实验中的作用

如图3所示，滑动变阻器在此实验中用来调节小灯泡两端的电压，使小灯泡分别在额定电压、高于额定电压和低于额定电压的条件下工作，观察灯泡发光情况：

已知小灯泡功率P=UI，小灯泡的实际功率随小灯泡两端电压的改变而改变，此物理量是不断变化的，不同情况下电功率的值是不同的，取平均值是没有意义的，所以本次实验中，多次实验的目是为测量（或比较）在不同电压下电功率的值。这里整个过程的多次测量都依赖于调节电路中的滑动变阻器。通过改变滑动变阻器在电路中的电阻，使小灯泡的电流和电压相应发生改变，从而实际功率逐步变化。小灯泡的实际功率随着加在它两端电压的增大而增大，当小灯泡的实际电压变大时，实际功率也变大，小灯泡越亮。

需要注意的是当我们闭合开关，发现小灯泡不亮且电流表、电压表示数较小，这种情况并不是电路故障，而是当滑动变阻器处于阻值最大处时，通过电路中的电流较小，不足以使灯泡发光。接下来只需要调节滑动变阻器的滑片，降低阻值，就会发现电压表、电流表示数值慢慢加大，灯泡也越来越亮。

通过上述实验可以得出结论：在允许的电压调节范围下，

U实=U额，P实=P额，正常发光;

U实>U额，P实>P额，比正常发光更亮;

U实

四、滑动变阻器可以在“测量未知电阻”实验中充当定值电阻

1.在只有电压表的测电阻实验中

如图2，将滑动变阻器P点移至阻值最大点b处时，用电压表测出滑动变阻器两端电压Up，可计算电路中的电流I，再用电压表测出未知电阻两端的电压Ux既得，Rx=Ux/I

2.在只有电流表的测电阻实验中

如图3，将滑动变阻器P点移至阻值最小值点a处时，测出通过Rx的电流Ia，再把滑片移至最大值b端，测出电流Ib，因IaRx=Ib（Rx+R），则Rx=IbR/（Ia-Ib）。

在以上几个实验中，由于实验目的不同，滑动变阻器在電路中所起的作用也是不同的，但在这些电学实验中，滑动变阻器都起到了一个共同的作用，那就是保护电路。值得注意的是，虽然滑动变阻器在不同实验中有着不同的作用，但其作用的本质特征相同，即通过改变连接电路中电阻线的长度来改变电阻，从而改变部分电路两端的电压和电路中的电流。