电学实验滑动变阻器如何选择？

滑动变阻器是高中电学实验中非常重要的电学仪器。在高中新课标电学实验中涉及滑动变阻器的主要有伏安法测电阻、测定电源的电动势和内阻、半偏法测电阻。高考中关于滑动变阻器接法的考查也时常出现。那么滑动变阻器如何选择呢？选择原则都有哪些呢？下面我们从两个角度进行分析。

一、必须满足电学实验的基本原则

滑动变阻器的选择必须要满足1.安全原则，安全原则是高中电学实验的首要原则，所以实验电流不能超过滑动变阻器的额定电流；2.准确性原则，尽可能减小系统误差和偶然误差；3.科学、方便原则，首先要能够满足题中要求的调节范围，其次也能够相对比较方便地调节所需要的电压、电流、方便性，即指易操作。

二、按照实验具体进行分析

1.限流式电学试验

Rx与滑动变阻器串联，若滑动变阻器小，则会使Rx上电压电流变化范围太小，达不到实验目的；若滑动变阻器太大，调节范围大了，但是会出现最开始滑动滑片Rx上电压电流变化剧烈，之后几乎不变的情况，所以综合以上分析，限流接法时滑动变阻器的取值既不能太大也不能太小，那么具体大小有什么样的要求呢？

由图一可得：

简化得 ：

我们以为纵轴，以为横轴，让k=取不同的值，画出函数图如图二所示。观察图形可得，ｋ取值越小，Ｕｘ最小值将越大，其调节范围越小，函数图像越接近线性关系；当ｋ 取值越大时，Ｕｘ的最小值将越小，调节范围越大，函数图像将越偏离线性关系，调节将不太方便。

综上，考虑调节范围和实验操作方便性的要求，在所以高中电学实验中滑动变阻器取２R～10R之间最好。

2.分压式电学试验

如右图，待测电阻两端电压为Ｕｘ 的值为：

化简得：

直接观测比较复杂，为了进一步探究，我们以为纵轴，以为横轴，让k=取不同的值，画出函数图如图四所示。我们得到k取值越小，纵轴与横轴呈线性关系，调节越方便。所以在能保证电路安全（不烧坏任何电学仪器）的情况下，分压接法最好选择电阻小的滑动变阻器。

3.伏安法测量电源电动势和内阻实验

该实验中滑动变阻器的作用主要是用来调节路端电压和干路电流，滑动变阻器与电源串联，总电压定值，与限流式电路分析相同，考虑调节范围和操作方便性，同样认为伏安法测量电源电动势和内阻时，滑动变阻器的选择控制在2r～10r之间。

4.半偏法测电流表的内阻

半偏法测电流表的内阻的操作步骤：

①按如图所示连接实验电路。

②断开S，闭合S，调节，使电流表读数等于其满偏电流。

③保持不变，闭合S，调节，使电流表读数等于，然后读出的值，若满足≫，则可认为＝。

本实验中在选择器材时应当选择电动势大的电源，然后选择滑动变阻器，其最大电阻满足>即可。

5.半偏法测电压表的内阻

半偏法测电压表的内阻的操作步骤：

①按如图所示连接实验电路。

②将的值调为零，闭合S，调节的滑动触头，使电压表读数等于其满偏电压。

③保持的滑动触头不动，调节，使电压表读数等于，然后读出的值，若≪，则可认为＝。

在半偏法测电压表的内阻实验中，为了更加准确方便地完成实验只需在保证安全的条件下选择总阻值较小的滑动变阻器。

6.有关多用电表的实验

多用电表有关实验比较复杂，在此以一道基础题为例进行说明。

例：实验小组利用现有仪器组装简易多用电表，设计电路图如图所示，实验室提供以下仪器．

A 微安表 G （ Ig =200μ A ，R3=100Ω）ၵ

B 定值电阻R1=

C 定值电阻R=48Ω

D 滑动变阻器R（最大阻值为1000Ω）

E 滑动变阻器 R（最大阻值为200Ω）

F 干电池一节（电动势 E =1.5V，内阻 r =1Ω）

G 转向开关一个，红、黑表笔各一支

组装成欧姆表时，滑动变阻器 R 应选那个呢？R还是R？有同学会直接选择大的滑动变阻器，其实不然，滑动变阻器是电源干路电流共同决定的.欧姆表进行欧姆调零时，列出式子：I=，I=Ig+。

代入数据可得：R=99Ω。所以滑动变阻器选择200Ω已经足够，太大了反而不好操作，违反了易操作原则。

综上所述，本实验中在选择器材时应当根据电源的电动势及干路电流选择滑动变阻器，其最大电阻满足>即可。

电学实验是高考的必考内容，如何选择滑动变阻器对学生是难点也是重点。选择滑动变阻器，要在考虑电学基本原则的基础上，结合不同的实验，通过理解其原理和实验误差来源，进行选择，进而培养学生在物理实验中严密的思维习惯，训练学生物理学科思维能力。