也谈滑动变阻器接入方法的比较

摘 要：纵观近几年物理电学的中考题，滑动变阻器在电路中的接法与作用是命题的热点和焦点，并且在分析大多数涉及滑动变阻器的电学题时，发现它的接法又往往是解题的关键所在，因此，在复习时，同学们若能针对滑动变阻器进行系统地复习，在解题时思路会更清晰、更明确，提高解题的准确性.

关键词：滑动变阻器;接法;比较

作者简介：孙宗武（1975-），男，安徽无为人，本科，中学高级教师，研究方向：初中物理教学、实验和命题.

在中学阶段，对于滑动变阻器的连接方法，一般需要掌握限流接法和分压接法.

1 限流式接法

如图1接法所示，此时变阻器在电路中起限流作用.这样的连接方式，在开关K闭合前，滑片P须置于变阻器阻值最大的位置（即图1中，P应置于变阻器最右端处）.

限流式接法的滑动变阻器，常有如图2中（a）和图2（b）所示的两种相似的接法.在金属触片C与滑动变阻器瓷筒上缠绕的线圈接触良好的正常状态时，都是滑动触片左侧的电阻线圈接入电路，图2（a）与图2（b）两种接法中效果相同.

但是，若金属触片C与线圈接触不良，对于图2（a）就相当于电路断路，电路中的阻值变化特别大;而对于图2（b）则只相当于滑动变阻器的阻值全部接入电路，因而阻值变化幅度较小，所以这两种接法对电路造成的影响是不同的.

【2019安徽17】如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻.闭合开关，向左移动滑片P，则

A电压表的示数变大，电流表的示数变大

B电压表的示数变大，电流表的示数变小

C电压表的示数不变，电流表的示数变大

D电压表的示数变小，电流表的示数变大

【答案】A

【解析】由电路图3可知，滑动变阻器与定值电阻串联，属于限流式接法，闭合开关后，滑片向左滑动时，接入的阻值变小，则电路中总电阻变小，由I=UR可知，在电源电压不变时，电路中的电流变大，电流表实示数变大;R为定值电阻，由U=IR可知其两端电压变大，故电压表示数变大;故A正确，BCD错误.

2 分压式接法

如图4接法所示，此时滑动变阻器在电路中起分压作用.金属触片P置于滑动变阻器瓷筒上缠绕的线圈右端时R1两端电压为零，置于左端时，R1两端电压约为E（电源内阻忽略），使得R1两端电压在0～E范围内变化，调压范围比限流时大.为保护R1电阻，开关闭合前金属触片P置于线圈右端，则R1的两端电压和通过的电流最小且为零.

3 接法的选择

通常滑动变阻器选用的是限流式接法，但有三种情形必须选择分压式接法.

（1）当限流式接法电路中的实际电压或电流最小值仍大于负载的额定值或测量仪表的量程时，采用分压接法.

（2） 实验要求的电压变化范围较大，但滑动变阻器电阻最大值远小于被测电阻或电路中串联的其它电阻时，采用分压接法.

（3）问题要求回路中某部分电路的电压或电流能实现从零开始连续可调，只有滑动变阻器采用分压接法才能满足要求.

因为图4分压式接法比图1限流式接法多接了一条AP支路，在使用相同的滑动变阻器达到相同要求时，其消耗的电功率总是分压式接法比限流式接法大些.为避免浪费，在满足相同要求的情况下，宜用限流接法.

【2018安徽20】利用如图5a所示的电路，可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系.实验中使用小灯泡的额定电压为25V.

（1）请按照图5a，将图5b中的实物电路连接完整.

（2）闭合开关S，当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移動时，小灯泡两端的电压连续发生变化，于是可得到多组测量值（U，I），根据测量值画出小灯泡的I-U图像如图5c所示.从图像可以发现;随着小灯泡两端电压从0逐渐增大（不大于额定电压），其灯丝的电阻值（选填“不断增大”，“保持不变”或“不断减小”）.

（3）在图5a中，闭合开关，将滑片P从A端向B端移动.在此过程中，小灯泡两端的电压（选填“不断变大”，“保持不变”或“不断变小”）.

（4）考虑到电压表的电阻对电路的影响，每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流（选填“偏大”或“偏小”）.

【答案】（1）如图6;（2）不断增大;（3）不断变大;（4）偏大

【解析】

（1）电压表并联在小灯泡两端，灯的额定电压为25V，故电压表选用0-3V的量程，让电流从正接线柱流入电压表，从负接线柱流出电压表.

（2）由图5c知，当电压为025V、10V、20V时，对应的电流大小分别为01A、03A、045A，由欧姆定律，求出对应的电阻大小分别为：25Ω、33Ω、44Ω，故灯丝的电阻值不断增大.

（3）在图5a中，灯与变阻器PA部分并联后与变阻器的PB部分串联，闭合开关，将滑片P从A端向B端移动，PA部分电阻变大，并联部分的电阻变大，由串联电路分压原理可得，并联部分的电压变大，即灯的电压不断变大.

（4）电压表与灯并联，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律，电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流偏大.

（收稿日期：2019-08-01）