高中物理电学实验中滑动变阻器的选取刍议

◆胡靖瑜

高中物理电学实验中滑动变阻器的选取刍议

◆胡靖瑜

本文首先叙述了在进行高中物理电学实验的过程中，在选择滑动变阻器过程中需要遵循的原则。并在此基础上，通过相关的案例，分析了学生在进行电学实验过程中，对于滑动变阻器的详细选择方法。

电学实验；滑动变阻器；选取选择；案例分析

在高中阶段电学学习的过程中，滑动变阻器是学生必须要掌握的重要电学器材之一。它的主要作用是能够对所设计的电路进行有效的保护，并对用电器通过的电流、电压等进行控制。滑动变阻器虽然结构简单，但是在电学实验的过程中如何正确进行滑动变阻器的选择，却成为了高中物理电学实验当中值得关注的重要问题。

一、电学实验当中选取滑动变阻器需要遵循的原则

（一）安全性原则。简单地说，就是在实验过程中，滑动变阻器必须要起到保护电路当中各部分元件安全使用的作用。若滑动变阻器为最大接入电阻，但是电路当中的电流强度仍然超出了电流表的最大限制。学生就需要就滑动变阻器的连接方式进行重新思考，或者进行滑动变阻器的更换。整体来讲，分压法能够更好的保护电路。

（二）目标性原则。如果电学实验当中有明确的要求，学生对于滑动变阻器的连接方式和使用方式就一定要根据要求来操作。例如：实验要求当中明确提出电压必须从“0”开始变化，学生便需要选择分压法，所选择的滑动变阻器的阻值就会相对更低。

（三）科学性原则。简单地说，此项原则就是要求学生必须要对实验的具体要求进行分析，确定滑动变阻器的阻值和待测电阻之间的关联性，之后选取对应的连接办法。针对滑动变阻器的选择必须要考量其电阻值的最大值，如果滑动变阻器电阻值比待测电阻更低，便需要采用分接法；反之则需要采用限流法。

二、电学实验当中滑动变阻器的选取方法例谈

（一）伏安法测定电阻实验当中针对滑动变阻器的选取。在伏安法测定电阻实验当中，凭借控制滑动变阻器的滑片能够控制电路当中电流的大小。多检测几组数据，计算在在不同电阻环境下电路当中电流的大小。例如：选择用待测电阻组织大很多的滑动变阻器，可以发现在高电阻端滑动时，电路当中电压的变化非常小。如果5Ω的待测电阻选择120Ω的待测电阻，经实验检测，待测电阻两端的电压只会在1/25-1/13的范围中进行变化，数据变动并不显著，实验当中所得到的数据不利于开展计算。如果选择滑动变阻器电阻值远远超过待测电阻，就不能使用高电阻进行检测。若使用低电阻值，极为微小的滑动距离便会产生很大的电阻变化，致使实验的精确性不能得到保障。

（二）伏安法测试灯泡电功率实验当中滑动变阻器的作用和选取方式。在伏安法测定灯泡电功率实验当中，滑动变阻器所发挥的效果是依靠对滑片的操纵来控制灯泡两端的电压以及电流，以此检测出灯泡的实际功率以及额定功率。这需要所选择的滑动变阻器的电阻既可以控制灯泡两端的电压大小，又可以保障灯泡在安全电压环境下进行工作。

例如：当前有检测定标为“3.6V 0.32A”灯泡正常发光过程中灯丝的功率，实验过程中提供以下材料：开关（1个）、导线（若干）、6V电源（一个）、量程是0.6A、3A的电流表（1个）、量程是3V、15V的电压表（1个）、5Ω，2A滑动变阻器（1个）、10Ω，1A的滑动变阻器（1个）。要求学生在测量过程中，电表上所显示的数据必须超过该表量程的二分之一，滑动变阻器的规格应为10Ω。对该实验进行电流分析：

1.检测灯泡电阻值大小的电路设计为图1所示（它是最为常见的两种电阻测定电路。）

2.对3.6V，0.32A这一数据计算后所得出的电阻大小为11.25Ω，

3.因为灯泡的额定电流大小为0.32A，因此电路当中电流大小需要控制在0.2A以下。

图1

凭借欧姆定律可以认识到，在电压保持稳定时，该电路当中存在有最低电阻值R。建立公式R=U/I=6V/0.32A=18.75Ω，R=R滑+R灯，因此可知18.75Ω=11.25Ω+R滑，得出R滑=7.5Ω。因此要求滑动变阻器的最低电阻值为7.5Ω，因此需要在该实验当中选择10Ω，1A的滑动变阻器。

结束语

学生在进行高中物理电学实验的过程中，需要意识到滑动变阻器的作用是对电路进行有效的保护的调。同时需要重点认识到，在开关为闭合状态以前，滑片必须在最大电阻处。之后逐渐降低选择范围，删除不满足要求的选项，这样才能逐步在实验过程中，找到最合理有效的滑动变阻器。

[1]王璐瑶.高中物理常见电学实验问题的分析[J].通讯世界,2017,(03):261-262.

[2]赵春龙,陈勇.论“伏安法测电阻”的基本方法[J].才智,2008,(24):148+150.

（作者单位：长沙市长郡梅溪湖中学）