有关滑动变阻器分压式接法的讨论及试题分析

李君秋 郑德雨

摘 要：滑动变阻器的分压式接法是高中物理教学中的一个难点，深入理解滑动变阻器分压接法的理论根据，在解决电学实验问题时就能得心应手。

关键词：滑动变阻器;分压器;分压式接法;负载;输出电压

有关滑动变阻器的连接方法，2010年人民教育出版社出版的高中物理教材中没有在正文部分做介绍，只是在《物理选修3-1》的“问题与练习”中给出了一道分压式接法的试题让学生解答。解答与说明是这样表述的：“可以将变阻器的这种分压连接与限流连接进行比较，分析它们改变电压的作用和通过它们的电流情况，进一步提高学生的分析能力。”如果对此题重视不够，分压器这个知识点就会成为一个薄弱点。

滑动变阻器在电路中通常有两种接法：分压式接法和串联降压限流式接法（简称限流式接法）。有关滑动变阻器分压式接法的题目大多数是考查分压式接法的特点或条件，这里不再赘述。当选择分压式接法时滑动变阻器就是一个分压器，文章试着讨论分压器的输出电压与负载的关系。以下例题中有资料原图的，用原图标注。

最后结论：当滑动变阻器以分压接法连入电路时，它就是一个分压器。当滑动变阻器的最大阻值远小于负载电阻时，只要滑片不动，负载电阻变化，可以认为分压器的输出电压不变。

知道了这个规律，在做电学实验题时会很有用，下面两例中就用到这个知识点。

【例2】 （2016·全国新课标卷Ⅱ·23题）某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最大阻值99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值50Ω），滑动变阻器R2（最大阻值5kΩ），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干。

实验步骤如下：

①按电路原理图（a）连接线路;

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图（a）中最左端所对应的位置，闭合开关S;

③调节滑动变阻器，使电压表满偏;

④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。

回答下列问题：

（1）实验中应选择滑动变阻器 （填“R1”或“R2”）。

（2）根据图（a）所示电路将图（b）中实物图连线。

（3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为 Ω（结果保留到个位）。

（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为 （填正确答案标号）。

A. 100μA B. 250μA C. 500μA D. 1mA

解析：（1）实验原理是用半偏法测电表内阻，当满足R1≤R时就可以认为调节电阻箱时滑动变阻器上的输出电压不变，因为滑动变阻器R1的最大阻值小于R2，所以选R1。

（2）实物图连线如图（b）。

（3）因為可以看作调节电阻箱时滑动变阻器上的输出电压不变，且流过电压表与电阻箱的电流相等，所以2.00RV=2.5-2.00630.0，RV=2520Ω。

（4）Ig=2.52520A=1mA。

【例3】 （2014安徽卷21题）（原题略）

解析：本题也是有关测电压表内阻的问题，继续用到上述结论。如图2，先把R0调到零，调节滑动变阻器的滑片，使电压表满偏，电压为U;保持滑片位置不变，调节R0为某一值R，电压表读数为U1，在认为分压器输出电压不变的情况下则有

巩固练习：

【例4】 下面这两个电路图一样吗？

解析：图3中滑动变阻器是作为分压器使用，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，输出电压（近似等于Rx上的电压）也从零逐渐增大。电路接通前滑片要放在最左端。

图4中的滑动变阻器串联在电路中，起限流作用。当滑动变阻器的滑片从右向左移动时，电路中的电流从某一最小值逐渐增大，加在Rx上的电压也从某一值逐渐增大。电路接通前滑动变阻器的滑片要置于最右端。

比较两种电路，分压式接法的特点是输出电压可以从零开始调节、输出电压变化范围大、阻值很小的变阻器也可以适用。限流接法的优点是电路简单、能耗低。

上面几例主要分析分压器的原理。滑动变阻器作为分压器使用，是高中物理直流电知识点中的难点，也是电学部分的高考常考点。要掌握这个知识点，首先要深入理解分压器的原理，在此基础上通过必要的练习，才能达到融会贯通、举一反三的效果。如何培养学生分析问题的能力，提高他们解决问题的能力是物理教学的最终目标。物理知识的建构既要注重教材，也要旁征博引。人们常说高考是教学的指挥棒，研究历年的高考试题无疑是提高物理学习效率的一条重要途径，也是提高学生解决问题的手段。教学的观念正在转变，以前的教学也许更注重解题能力的培养。那么如何改变这种应试教育的模式呢？就要从训练学生的“解题能力”向培养学生的“解决问题的能力”转变。解决问题的能力是指面对实际问题要会分析问题的本质，探究解决问题的方案，解决问题后归纳总结，最后再将所学知识转化为一种物理思想或观念，潜移默化地就会养成一种解决实际问题的能力。

参考文献：

[1]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中物理课程标准实验教科书物理选修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010：52.

[2]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中物理课程标准实验教科书物理选修3-1教师教学用书[M].北京：人民教育出版社，2010：88.

[3]张泉.高中全程复习方略2016最新版[M].延吉：延边大学出版社，2016.

作者简介：

李君秋，郑德雨，甘肃省兰州市，甘肃省兰州市永登县连铝学校。