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1、電學實驗中滑動變阻器的電學實驗中滑動變阻器的“選擇選擇”問題問題一、總的原則一、總的原則涉及滑動變阻器涉及滑動變阻器“選擇選擇”問題的電學實驗主要有：測定金屬的電阻問題的電學實驗主要有：測定金屬的電阻率、描繪小電珠伏安特性曲線、測定電源的電動勢和內阻這些實驗率、描繪小電珠伏安特性曲線、測定電源的電動勢和內阻這些實驗中，關于滑動變阻器的中，關于滑動變阻器的“選擇選擇”問題主要分為兩大類：總阻值大小的問題主要分為兩大類：總阻值大小的選擇和分壓、限流接法的選擇不過，無論是哪一種選擇和分壓、限流接法的選擇不過，無論是哪一種“選擇選擇”，都要，都要遵循一些最基本的原則遵循一些最基本的原則1安全性原則安全
2、性原則即所選用的滑動變阻器及其接法，要保證電路的安全如果該滑動即所選用的滑動變阻器及其接法，要保證電路的安全如果該滑動變阻器的全部電阻連入到電路中，電路中的電流還是超過了電流表的變阻器的全部電阻連入到電路中，電路中的電流還是超過了電流表的量程，就必須選用滑動變阻器分壓接法或者另換總阻值較大的滑動變量程，就必須選用滑動變阻器分壓接法或者另換總阻值較大的滑動變阻器就接法而言，從安全角度來看，分壓接法的安全性要高得多阻器就接法而言，從安全角度來看，分壓接法的安全性要高得多2遵循實際要求原則遵循實際要求原則試題中有明確要求時，滑動變阻器及其接法的選擇就必須按要求做試題中有明確要求時，滑動變阻器及其接法
3、的選擇就必須按要求做若題目中有若題目中有“電壓從零開始調節(jié)電壓從零開始調節(jié)”、“要求較大的電壓變化范圍要求較大的電壓變化范圍”等等 要求時，則選用分壓接法，所用滑動變阻器的總阻值要相對小一些要求時，則選用分壓接法，所用滑動變阻器的總阻值要相對小一些(但但絕不是越小越好，還要確保自身的安全絕不是越小越好，還要確保自身的安全)；若題目中出現(xiàn)；若題目中出現(xiàn)“調節(jié)滑動變調節(jié)滑動變阻器使電路中電流變化比較明顯阻器使電路中電流變化比較明顯”等要求，則選用限流電路，滑動變等要求，則選用限流電路，滑動變 阻器的總阻值應比電路其他部分的總阻值大阻器的總阻值應比電路其他部分的總阻值大3科學性原則科學性原則即根據(jù)滑
4、動變阻器總阻值與待測電阻的關系，選擇相應的接法如即根據(jù)滑動變阻器總阻值與待測電阻的關系，選擇相應的接法如 果滑動變阻器的總阻值比待測電阻阻值要小，適合用分壓接法；反之，果滑動變阻器的總阻值比待測電阻阻值要小，適合用分壓接法；反之，滑動變阻器的總阻值比待測電阻阻值大，則適合用限流接法，此時如滑動變阻器的總阻值比待測電阻阻值大，則適合用限流接法，此時如 果所提供的滑動變阻器有兩個，且均滿足上述條件，則選擇總電阻相果所提供的滑動變阻器有兩個，且均滿足上述條件，則選擇總電阻相 對較小的，調節(jié)靈敏度高對較小的，調節(jié)靈敏度高二、常見的幾類滑動變阻器的選擇二、常見的幾類滑動變阻器的選擇1伏安法測電阻實驗中滑
5、動變阻器的選擇伏安法測電阻實驗中滑動變阻器的選擇測定金屬的電阻率和描繪小電珠伏安特性曲線，都屬于伏安法測電測定金屬的電阻率和描繪小電珠伏安特性曲線，都屬于伏安法測電阻的實驗，阻的實驗， 而伏安法測電阻實驗中的滑動變阻器的選擇，而伏安法測電阻實驗中的滑動變阻器的選擇， 正是正是“選選擇擇”問題中最讓學生頭疼的因為，這里面既有滑動變阻器的選擇，問題中最讓學生頭疼的因為，這里面既有滑動變阻器的選擇，還有滑動變阻器接法的選擇還有滑動變阻器接法的選擇2已知接法的滑動變阻器選擇已知接法的滑動變阻器選擇如果已經知道了實驗中滑動變阻器的接入方式，選擇的難度相對較如果已經知道了實驗中滑動變阻器的接入方式，選擇的
6、難度相對較小一般而言，分壓式接法選用總阻值相對較小、額定電流大的滑動小一般而言，分壓式接法選用總阻值相對較小、額定電流大的滑動變阻器；限流式接法則選用總阻值相對較大的滑動變阻器變阻器；限流式接法則選用總阻值相對較大的滑動變阻器例例1某同學用如圖所示電路，測繪標有某同學用如圖所示電路，測繪標有“3.8 V,0.3 A”的小燈泡的的小燈泡的燈絲電阻燈絲電阻R隨電壓隨電壓U變化的圖象變化的圖象除了導線和開關外，有以下一些器材可供選擇：除了導線和開關外，有以下一些器材可供選擇：電流表：電流表：A1(量程量程100 mA，內阻約，內阻約2 )；A2(量程量程0.6 A，內阻約，內阻約0.3 )；電壓表：
7、電壓表：V1(量程量程5 V，內阻約，內阻約5 k)；V2(量程量程15 V，內阻約，內阻約15 k)；滑動變阻器：滑動變阻器：R1(阻值范圍阻值范圍010 )；R2(阻值范圍阻值范圍02k)；電源：電源：E1(電動勢為電動勢為1.5 V，內阻約為，內阻約為0.2 )；E2(電動勢為電動勢為4 V，內阻約為，內阻約為0.04 )；為了調節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流表為了調節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流表_，電壓表，電壓表_，滑動變阻器，滑動變阻器_，電源，電源_(填器材的符號填器材的符號)解析解析本題實驗電路已知，即接法已知小燈泡的額定電壓是本題實驗電路已知，即接法已知小燈泡的額定電
8、壓是3.8 V，又是分壓電路，安全沒有問題，故電源就應該選擇，又是分壓電路，安全沒有問題，故電源就應該選擇E2，與之相匹，與之相匹配的電壓表、電流表應該是配的電壓表、電流表應該是V1和和A2.然后，由所提供的數(shù)據(jù)，可得燈泡然后，由所提供的數(shù)據(jù)，可得燈泡正常工作時的電阻約為正常工作時的電阻約為12.7 ，再考慮到分壓電路，滑動變阻器應選，再考慮到分壓電路，滑動變阻器應選擇擇R1.答案答案A2V1R1E2例例2有一根長陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管有一根長陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管的兩端有導電箍的兩端有導電箍M和和N，如圖所示用多用電表電阻擋測得，如圖所示用多用電表
9、電阻擋測得MN間的電間的電阻膜的電阻約為阻膜的電阻約為1 k，陶瓷管的直徑遠大于電阻膜的厚度，陶瓷管的直徑遠大于電阻膜的厚度某同學利用下列器材設計了一個測量該電阻膜厚度某同學利用下列器材設計了一個測量該電阻膜厚度d的實驗的實驗A米尺米尺(最小分度為最小分度為 mm)；B游標卡尺游標卡尺(游標為游標為20分度分度)；C電流表電流表A1(量程量程05 mA，內阻約，內阻約10 )；D電流表電流表A2(量程量程0100 mA，內阻約，內阻約0.6 )；E電壓表電壓表V1(量程量程5 V，內阻約，內阻約5 k)；F電壓表電壓表V2(量程量程15 V，內阻約，內阻約15 k)；G滑動變阻器滑動變阻器R1
10、(阻值范圍阻值范圍010 ，額定電流，額定電流1.5 A)；H滑動變阻器滑動變阻器R2(阻值范圍阻值范圍01.5 k，額定電流，額定電流1 A)；I電源電源E(電動勢電動勢6 V，內阻可不計，內阻可不計)；J開關一個，導線若干開關一個，導線若干(1)為了比較準確地測量電阻膜的電阻，且調節(jié)方便，實驗中應選用為了比較準確地測量電阻膜的電阻，且調節(jié)方便，實驗中應選用電流表電流表_，電壓表，電壓表_，滑動變阻器，滑動變阻器_(填寫器材填寫器材前面的字母代號前面的字母代號)(2)在方框內畫出測量電阻膜的電阻在方框內畫出測量電阻膜的電阻R的實驗電路圖的實驗電路圖答案答案見解析見解析3測定電源的電動勢和內阻
11、實驗中滑動變阻器的選擇測定電源的電動勢和內阻實驗中滑動變阻器的選擇測定電源的電動勢和內阻實驗測定電源的電動勢和內阻實驗(電路如圖所示電路如圖所示)中的滑動變阻器起改變中的滑動變阻器起改變電路中的總電阻，進而得到不同的電壓值和電流值的作用為了盡量減電路中的總電阻，進而得到不同的電壓值和電流值的作用為了盡量減小實驗誤差，實驗采集的電壓值和電流值數(shù)據(jù)之間的變化應該盡量明顯小實驗誤差，實驗采集的電壓值和電流值數(shù)據(jù)之間的變化應該盡量明顯一些一些 設接入電路部分的電阻為設接入電路部分的電阻為R時，電壓表示數(shù)為時，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為，電流表示數(shù)為I；滑；滑動滑片使接入電路部分的電阻增為動滑片使接入
12、電路部分的電阻增為R，則電壓表示數(shù)變?yōu)?，則電壓表示數(shù)變?yōu)閁，電流表，電流表示數(shù)變?yōu)槭緮?shù)變?yōu)镮.根據(jù)閉合電路的歐姆定律有根據(jù)閉合電路的歐姆定律有由上述等式可得，當由上述等式可得，當R一定時，一定時，R、R越小，越小，U和和I越大，即電壓越大，即電壓表和電流表示數(shù)變化越明顯因此，該實驗中的滑動變阻器應該選擇表和電流表示數(shù)變化越明顯因此，該實驗中的滑動變阻器應該選擇總阻值較小的，既可以保證接入電路中的電阻不會太大，調節(jié)靈敏度總阻值較小的，既可以保證接入電路中的電阻不會太大，調節(jié)靈敏度也高一些也高一些再者，再者， 該實驗實際操作時選用的電源一般是用舊的電池，該實驗實際操作時選用的電源一般是用舊的電池，
13、 內阻較內阻較大，如果接入電路中的外加電阻過大，電路中的電流就會非常微弱，大，如果接入電路中的外加電阻過大，電路中的電流就會非常微弱，不利于測量不利于測量例例3為測定一節(jié)蓄電池的電動勢和內阻為測定一節(jié)蓄電池的電動勢和內阻(內阻約為內阻約為0.5 )，實驗可能，實驗可能采用的電路圖如圖甲、乙所示為防止調節(jié)滑動變阻器時造成短路，采用的電路圖如圖甲、乙所示為防止調節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中連接了一個保護電阻電路中連接了一個保護電阻R0，除蓄電池、開關、導線外，可供使用，除蓄電池、開關、導線外，可供使用的實驗器材還有：的實驗器材還有：A電流表電流表(量程量程0.6 A、內阻約、內阻約0.5 )B電
14、壓表電壓表(量程量程3 V，內阻約，內阻約6 k)C電壓表電壓表(量程量程15 V，內阻約，內阻約30 k)D定值電阻定值電阻(阻值阻值1 ，額定功率，額定功率5 W)E定值電阻定值電阻(阻值阻值3 ，額定功率，額定功率10 W)F滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍010 、額定電流、額定電流2 A)G滑動變阻器滑動變阻器(阻值范圍阻值范圍0200 、額定電流、額定電流1 A)(1)實驗應采用實驗應采用_電路電路(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)；(2)電壓表應選電壓表應選_，定值電阻應選，定值電阻應選_，滑動變阻器應選，滑動變阻器應選_(填相應儀器的序號填相應儀器的序號)解析解析電路采用乙
15、電路由于一節(jié)蓄電池的電動勢約電路采用乙電路由于一節(jié)蓄電池的電動勢約2 V左右，故左右，故電壓表選電壓表選B；定值電阻起保護作用，保證滑動變阻器短路時的電路安全；定值電阻起保護作用，保證滑動變阻器短路時的電路安全，故選擇，故選擇E；滑動變阻器則應該選擇總阻值較小的，即；滑動變阻器則應該選擇總阻值較小的，即F.答案答案見解析見解析4把電流表改裝成電壓表把電流表改裝成電壓表半偏法測電阻實驗中滑動變阻器的選擇半偏法測電阻實驗中滑動變阻器的選擇把電流表改裝成電壓表實驗的第一步是利用半偏法先測得電流表的把電流表改裝成電壓表實驗的第一步是利用半偏法先測得電流表的內阻內阻(實驗電路如圖實驗電路如圖)在這個分實
16、驗中，為了測量結果的精確性，即盡在這個分實驗中，為了測量結果的精確性，即盡量在可控范圍內減小實驗誤差，實驗對于所選用的滑動變阻器有特定量在可控范圍內減小實驗誤差，實驗對于所選用的滑動變阻器有特定的要求的要求半偏法測量電流表的內阻實驗的具體步驟如下：半偏法測量電流表的內阻實驗的具體步驟如下：(1)按如圖所示的方式連接電路按如圖所示的方式連接電路(2)合上開關合上開關S1，調整，調整R的阻值，使電流表的指針偏轉到滿刻度的阻值，使電流表的指針偏轉到滿刻度(3)合上開關合上開關S2，調整，調整R的阻值，使電流表的指針偏轉到滿刻度的一的阻值，使電流表的指針偏轉到滿刻度的一半半(4)記下此時的電阻箱的阻值
17、記下此時的電阻箱的阻值Rrg.本實驗的誤差來自于電阻箱本實驗的誤差來自于電阻箱R.從實驗步驟中可以看出，在做實驗的從實驗步驟中可以看出，在做實驗的時候忽略了時候忽略了R對實驗的影響，認為對實驗的影響，認為S2閉合前后電路的總電流沒有發(fā)生變閉合前后電路的總電流沒有發(fā)生變化，所以當電流表的指針轉到滿刻度的一半時，認為通過電阻箱化，所以當電流表的指針轉到滿刻度的一半時，認為通過電阻箱R的的電流也這么大，根據(jù)并聯(lián)電路的特點，電流表內阻就等于此時電阻箱電流也這么大，根據(jù)并聯(lián)電路的特點，電流表內阻就等于此時電阻箱的阻值的阻值事實上，電阻箱事實上，電阻箱R的接入必定會改變電路的總電阻，電路總電阻變的接入必定
18、會改變電路的總電阻，電路總電阻變小，導致總電流增大，當電流表的指針轉到滿刻度的一半時，實際上小，導致總電流增大，當電流表的指針轉到滿刻度的一半時，實際上通過電阻箱的電流比通過電流表的電流要大，根據(jù)并聯(lián)電路的特征：通過電阻箱的電流比通過電流表的電流要大，根據(jù)并聯(lián)電路的特征：通過電流大的，電阻小即此時電阻箱的電阻比電流表的內阻要小，通過電流大的，電阻小即此時電阻箱的電阻比電流表的內阻要小，而我們在實驗中就是用電阻箱的阻值來代替電流表內阻的，所以測量而我們在實驗中就是用電阻箱的阻值來代替電流表內阻的，所以測量值比標準值小值比標準值小例例4在把電流表改裝成電壓表的實驗中，把量程在把電流表改裝成電壓表的
19、實驗中，把量程Ig300 A，內，內阻約為阻約為100 的電流表的電流表G改裝成電壓表改裝成電壓表(1)采用如圖所示的電路測量電流表采用如圖所示的電路測量電流表G的內阻的內阻Rg，可選用的器材有：，可選用的器材有：A電阻箱：最大阻值為電阻箱：最大阻值為999.9 ；B電阻箱：最大阻值為電阻箱：最大阻值為9 999.9 ；C滑動變阻器：最大阻值為滑動變阻器：最大阻值為2 000 ；D滑動變阻器：最大阻值為滑動變阻器：最大阻值為50 k；E電源：電動勢約為電源：電動勢約為2 V，內阻很??；，內阻很??；F電源：電動勢約為電源：電動勢約為6 V，內阻很??；，內阻很??；G開關、導線若干開關、導線若干為提
20、高測量精度，在上述可供選擇的器材中，可變電阻為提高測量精度，在上述可供選擇的器材中，可變電阻R1應該選擇應該選擇_；可變電阻；可變電阻R2應該選擇應該選擇_；電源；電源E應該選擇應該選擇_(填選用器材的字母代號填選用器材的字母代號)(2)測電流表測電流表G的內阻的內阻Rg的實驗步驟如下：的實驗步驟如下：a連接電路，將可變電阻連接電路，將可變電阻R1調到最大；調到最大；b斷開斷開S2，閉合，閉合S1，調節(jié)可變電阻，調節(jié)可變電阻R1使電流表使電流表G滿偏；滿偏；c閉合閉合S2，調節(jié)可變電阻，調節(jié)可變電阻R2使電流表使電流表G半偏，此時可以認為電流表半偏，此時可以認為電流表 G的內阻的內阻RgR2.
21、設電流表設電流表G的內阻的內阻Rg的測量值為的測量值為R測測，真實值為，真實值為R真真，則，則R測測_R真真 (選填選填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)答案答案見解析見解析三、小結三、小結電學實驗中滑動變阻器的電學實驗中滑動變阻器的“選擇選擇”問題一直是考核的重點之一，學問題一直是考核的重點之一，學生要想做好變化多端的類似問題，首先就要對上述的幾個基本實驗中生要想做好變化多端的類似問題，首先就要對上述的幾個基本實驗中對滑動變阻器的要求了然于胸，然后結合三大原則，加上一定的經驗對滑動變阻器的要求了然于胸，然后結合三大原則，加上一定的經驗積累，再遇到此類問題時，就會得心應手積累，再遇到此類問題時，就會得心應手
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