刘福来
(吉林省集安市头道中学 吉林集安 134200)
不同实验中滑动变阻器的作用
刘福来
(吉林省集安市头道中学 吉林集安 134200)
滑动变阻器的工作原理是通过改变连入电路中电阻线的长度,来改变电路中的电阻,从而改变了电路中的电流。滑动变阻器在电路中的作用却不尽相同,初中阶段的学习中比较固定几种:保护电路、改变电路中的电流和电压。不同的实验目的其具体的作用也不相同。但保护电路一项在所有的电路中都有所体现,其他的则不然,我们用几个具体的实例来分析一下它在不同实验中的作用:
如图1所示,电流与电压的关系,需保持电阻不变,用定值电阻来完成。当滑动变阻器的滑片移动时,改变了电路中的总电阻,从而改变了定值电阻两端的电压和通过它的电流。可以进行多次测量,找到对应的电流值和电压值,分析并得出它们之间存在的关系:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。滑动变阻器在这里的作用是改变电路中的电流和电压来寻找规律。
如图2所示,本实验是在电压一定的情况下,改变定值电阻的阻值来进行实验测量。实验中移动滑动变阻器的滑片到适当的位置,测出定值电阻R1的电流与电压的值;再换R1为R2,此时定值电阻两端的电压要发生改变,调滑动变阻器的滑片P使电压表的示数与第一次的示数相同,测出电流值。这样就达到电压一定的条件,多次测量找到电流与电阻成反比的关系。滑动变阻器的作用是保证定值电阻两端的电压一定。
如图1所示,用电压表和电流表测未知电阻的阻值。移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压和通过它的电流,可以多次测量,计算出多组电阻值,取平均值,以减小实验误差。
如图3所示,小灯泡的电阻值与定值电阻的阻值不同,其电阻值受温度的影响较大。所以,当移动滑片P改变小灯泡的电压和电流的同时也改变了灯泡的亮度,改变了灯泡中灯丝的温度,这时灯丝的电阻值会有发生改变:当灯泡两端电压逐渐变大时,亮度逐渐变亮,温度逐渐升高,电阻值也逐渐增大。所以此实验中滑动变阻器的作用是改变灯泡的亮度,测出小灯泡在不同电压下的电阻值,找到灯丝电阻与温度的关系。
如图3所示,实验中改变滑动变阻器的电阻值时,小灯泡的电压、电流、电阻都要发生改变,小灯泡的亮度也改变,实际电功率也相应的改变。所以滑动变阻器在这里的作用是改变电路中的电流和电压,寻找一种规律:小灯泡的实际功率与实际电压的关系。
如图3所示,连接电路进行实验,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压时,读出电流表的示数,计算出小灯泡的额定功率。这里滑动变阻器的作用是使小灯泡在额定电压下工作。
如图4所示,在没有电压表的情况下,借助滑动变阻器的最大阻值来测量。设滑动变阻器的最大阻值为R0,当滑片P移到最小值时,电流表的示数为I1;当滑片P移到最大值时,电流表的示数为I2。通过计算得出Rx的阻值。滑动变阻器在这里充当定值电阻和导线的作用。
如图5所示,在没有电流表的情况下,借助滑动变阻器的最大阻值来测量。设滑动变阻器的最大阻值为R0,当滑片P移到最小值时,电压表的示数为U1,也就是电源电压;当滑片P移到最大值时,电压表的示数为U2。通过计算得出Rx的阻值。滑动变阻器在这里也充当定值电阻和导线的作用。