滑动变阻器电流表的接法选择

韩星

摘要：物理电学实验一直是学术中的难点问题，怎样简捷容易地选择器材的连接呢？在本文中，笔者就这个问题给出详细的方法。

关键词：物理电学实验；滑动变阻器；电流表；接法选择

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711(2014)07-0159

一、滑动变阻器的限流接法和分压接法

被测电路对供电电压或供电电流有一定的要求，为满足这一要求，供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在电路中有两种连接方式：

1. 限流接法

如图1为滑动变阻器的限流接法。它的连接方式是电压表、滑动变阻器与待测电阻三者串联。该接法对外供电电压的调解范围是：■～E，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b点。

2. 分压接法

如图2是滑动变阻器的分压接法。它的连接方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联。该接法对外供电电压的调解范围是：0～E，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b点。

3. 两种接法的比较：分压接法电压调解范围大，限流接法电压调解范围小，但限流接法电路耗能小。

4. 两种接法的选择

滑动变阻器的两种接法都能控制调解负载的电流和电压，但在相同条件下调解效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当地选择限流接法和分压接法。

(1)通常情况下(满足安全条件)，由于限流电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑。

(2)为了便于调解，在待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相差不大的情况下应选择限流接法；在待测电阻的阻值远大于滑动变阻器阻值的情况下应选择分压接法。

(3)在下列情况下必须采用分压接法

①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调解，只有分压接法才能满足。

②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调解，电路中实际电流(或电压)都会超过电表量程或元件允许的最大电流(或电压)，为了保护电表或其他元件，必须采用分压接法。

③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若采用限流接法，待测电阻上的电流(或电压)变化很小，不利于多次测量取平均值或用图象法处理数据，也起不到保护用电器的作用。为了在上述情况下尽可能大范围地调解待测电阻上的电流(或电压)，应选择分压接法。

二、电流表的内外接法的选择

由于电压表、电流表均有内阻，所以测量值均存在误差。为了减少误差，我们对电流表的接法做出如下比较：

1. 内接法

电流表测量值准确，电压表测量值偏大。

∴R测=■=RX+RA＜RZ

2. 外接法

电流表测量值准确，电流表测量值偏大。

∴R测=■=R测=■＞RX

怎样减小实验误差呢？

当较大时，应选内接法，当较小时，应选外接法，即“大内小外”。那么怎样判断待测电阻是大电阻还是小电阻？

下面，笔者介绍两种方法：

(1)采用内外接法的简易判断(比较法)：

当R=■时，内接法和外接法测电阻的相对误差相等；

当R＞■时，采用内接法测电阻产生的误差较小；

当R＜■时，采用上接法测电阻产生的误差较小。

(2)试触法

当待测电阻的阻值完全未知时，常采用内、外接试触法，连接方式如图所示。电压表右端与b相接时两表的示数为(U1，I1)，电压表右端与相接时两表的示数为(U2，I2)，如果■＞■，即电流表的示数相对变化小，说明电流表的分压作用显著，待测电阻的阻值与电流表的内阻可以相比拟，误差主要来源于电流表，应选择电流表外接法；如果＜，即电流表的示数相对变化大，说明电压表的分流作用显著，待测电阻的阻与电压表的内阻可以相比拟，误差主要来源于电压表，应选择电流表内接法。