滑动变阻器的限流.doc

编辑老师： 您好，现增加第二作者“吕年峰”，麻烦您们修改。 文章编号：G0968 文章标题： 作者：湖北省松滋市第一中学（434200??湖北荆州）?刘万强??吕年峰 联系电话滑动变阻器的限流、分压接法的选取与优化 湖北省松滋市第一中学（434200 湖北荆州） 刘万强 吕年峰 滑动变阻器因能有效的改变电压和电流的大小，是电学实验控制电路中较重要、较常用的仪器，也是今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（如下表）。笔者就滑动变阻器的限流、分压接法的选取与优化，进行了简单整理，与同行们交流。 一、限流与分压接法的理论分析 限流接法与分压接法的电路图如下： 　?限流接法 分压接法 电路图 负载与滑动变阻器部分先并联，再与另一部分串联 图中R为用电器电阻，R0为滑动变阻器的最大电阻值，a、b为两端接线柱，P为滑动触头，E为电源电动势，电源内阻忽略。 在上述限流接法中，电路中电流的变动范围为，如果RR0，则电路中电流，R0的阻值大小变化对电流几乎不产生影响；当RR0，则电路中电流（l为滑动变阻器接入电路的电阻丝的有效长度，下同），电路中电流的变化主要由R0的变化决定，且与l成反比。这两种情况下，电路中的电流与滑片移动距离x(x∝l)的关系，如图1所示。可见在R与R0相差不大，或R＜R0时，电流的调控范围较大，应选用限流接法。 图1 在上述分压接法中，滑动变阻器输出的电压范围是0≤U≤E。如果RR0，在图2中，设滑动变阻器滑片P左侧的电阻为R1，a和P两点的阻值RaP≈R1，则U1=UaP＝(设滑动变阻器电阻丝总长为l0)，即输出电压与滑动变阻器电阻成线性变化。 如果RR0，可分两种情况讨论： （1）R1＜R时，U2=UaP≈，即UaP随R1线性变化，考虑到RR0，R1变化范围不会很大；（2）RR1时，U2=Uap≈；所以在RR0时UaP和滑片移动的距离x图像如图2所示。可见在分压接法中，电压调节范围大，且在RR0时可以得U和x的线性关系，故实际电路中多采用分压接法。 图2 若对同一用电器，两种接法均适用，应接成限流电路。因为在分压接法中，通过电源的电流为I＝I用＋I滑，在限流接法中，通过电源的电流为I′＝I用，故分压接法中电功率损失较大。 【】 图乙 A.电流表A1（量程0.6A，内阻约0.1Ω） 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 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 。（只填代号字母） 例1.A E 见图【解析】,电流表的量程选0.6A，滑动变阻器R1的额定电流小于0.5A，选用用额定电流较大滑动变阻器R2；，电流表采用外接法，滑动变阻器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交替使用用粗调定大致数值微调定精确值3中的两个滑动变阻器都是限流接法，调节时能使电路中电流改变范围较大的那个变阻器作为粗调电阻，调节时引起电路中电流变化范围较小的那个变阻器作为微调电阻。图3中电阻R1阻值较大，则为电流的粗调电阻，电阻R2阻值较小为电流的微调电阻。 图3 如图4中的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，如果两变阻器最大阻值不等，则最大阻值大的变阻器作为粗调电路，最大阻值小的变阻器作为微调电阻。如图4中，则在滑动触头移动相同距离时，的阻值变化大，负载上的电压变化也大，故电阻R1阻值较大，作为负载电压的粗调电阻，电阻R2阻值较小作为负载电压的微调电阻。 图4 【】2014年·武汉调研在描绘小电珠的伏安特性曲线的实验中，采用如图甲所示的电路可以方便地调节灯泡两端的电压值，已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2，且R1=10R2。 （1）请根据图甲所示的实物图在图乙的方框中画出相应的电路图； （2）在实验中，为了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 端（选填a”或b”）和 端（选填c”或d”）； （3）采用这个电路能够达到精细调节小电珠两端电压的目的，其中变阻器 （选填R1”“R2”或） 用于精细调节。 （1） （2）b，c （3）R2 图中RX为用电器电阻，额定电压U，R0为滑动变阻器的最大电阻值(R0RX)，R为定值电阻，E为电源电动势（EU），若R0RX，则，