◆胡靖瑜

高中物理電學(xué)實驗中滑動變阻器的選取芻議

◆胡靖瑜

本文首先敘述了在進(jìn)行高中物理電學(xué)實驗的過程中，在選擇滑動變阻器過程中需要遵循的原則。并在此基礎(chǔ)上，通過相關(guān)的案例，分析了學(xué)生在進(jìn)行電學(xué)實驗過程中，對于滑動變阻器的詳細(xì)選擇方法。

電學(xué)實驗；滑動變阻器；選取選擇；案例分析

在高中階段電學(xué)學(xué)習(xí)的過程中，滑動變阻器是學(xué)生必須要掌握的重要電學(xué)器材之一。它的主要作用是能夠?qū)λO(shè)計的電路進(jìn)行有效的保護(hù)，并對用電器通過的電流、電壓等進(jìn)行控制?；瑒幼冏杵麟m然結(jié)構(gòu)簡單，但是在電學(xué)實驗的過程中如何正確進(jìn)行滑動變阻器的選擇，卻成為了高中物理電學(xué)實驗當(dāng)中值得關(guān)注的重要問題。

一、電學(xué)實驗當(dāng)中選取滑動變阻器需要遵循的原則

（一）安全性原則。簡單地說，就是在實驗過程中，滑動變阻器必須要起到保護(hù)電路當(dāng)中各部分元件安全使用的作用。若滑動變阻器為最大接入電阻，但是電路當(dāng)中的電流強(qiáng)度仍然超出了電流表的最大限制。學(xué)生就需要就滑動變阻器的連接方式進(jìn)行重新思考，或者進(jìn)行滑動變阻器的更換。整體來講，分壓法能夠更好的保護(hù)電路。

（二）目標(biāo)性原則。如果電學(xué)實驗當(dāng)中有明確的要求，學(xué)生對于滑動變阻器的連接方式和使用方式就一定要根據(jù)要求來操作。例如：實驗要求當(dāng)中明確提出電壓必須從“0”開始變化，學(xué)生便需要選擇分壓法，所選擇的滑動變阻器的阻值就會相對更低。

（三）科學(xué)性原則。簡單地說，此項原則就是要求學(xué)生必須要對實驗的具體要求進(jìn)行分析，確定滑動變阻器的阻值和待測電阻之間的關(guān)聯(lián)性，之后選取對應(yīng)的連接辦法。針對滑動變阻器的選擇必須要考量其電阻值的最大值，如果滑動變阻器電阻值比待測電阻更低，便需要采用分接法；反之則需要采用限流法。

二、電學(xué)實驗當(dāng)中滑動變阻器的選取方法例談

（一）伏安法測定電阻實驗當(dāng)中針對滑動變阻器的選取。在伏安法測定電阻實驗當(dāng)中，憑借控制滑動變阻器的滑片能夠控制電路當(dāng)中電流的大小。多檢測幾組數(shù)據(jù)，計算在在不同電阻環(huán)境下電路當(dāng)中電流的大小。例如：選擇用待測電阻組織大很多的滑動變阻器，可以發(fā)現(xiàn)在高電阻端滑動時，電路當(dāng)中電壓的變化非常小。如果5Ω的待測電阻選擇120Ω的待測電阻，經(jīng)實驗檢測，待測電阻兩端的電壓只會在1/25-1/13的范圍中進(jìn)行變化，數(shù)據(jù)變動并不顯著，實驗當(dāng)中所得到的數(shù)據(jù)不利于開展計算。如果選擇滑動變阻器電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過待測電阻，就不能使用高電阻進(jìn)行檢測。若使用低電阻值，極為微小的滑動距離便會產(chǎn)生很大的電阻變化，致使實驗的精確性不能得到保障。

（二）伏安法測試燈泡電功率實驗當(dāng)中滑動變阻器的作用和選取方式。在伏安法測定燈泡電功率實驗當(dāng)中，滑動變阻器所發(fā)揮的效果是依靠對滑片的操縱來控制燈泡兩端的電壓以及電流，以此檢測出燈泡的實際功率以及額定功率。這需要所選擇的滑動變阻器的電阻既可以控制燈泡兩端的電壓大小，又可以保障燈泡在安全電壓環(huán)境下進(jìn)行工作。

例如：當(dāng)前有檢測定標(biāo)為“3.6V 0.32A”燈泡正常發(fā)光過程中燈絲的功率，實驗過程中提供以下材料：開關(guān)（1個）、導(dǎo)線（若干）、6V電源（一個）、量程是0.6A、3A的電流表（1個）、量程是3V、15V的電壓表（1個）、5Ω，2A滑動變阻器（1個）、10Ω，1A的滑動變阻器（1個）。要求學(xué)生在測量過程中，電表上所顯示的數(shù)據(jù)必須超過該表量程的二分之一，滑動變阻器的規(guī)格應(yīng)為10Ω。對該實驗進(jìn)行電流分析：

1.檢測燈泡電阻值大小的電路設(shè)計為圖1所示（它是最為常見的兩種電阻測定電路。）

2.對3.6V，0.32A這一數(shù)據(jù)計算后所得出的電阻大小為11.25Ω，

3.因為燈泡的額定電流大小為0.32A，因此電路當(dāng)中電流大小需要控制在0.2A以下。

圖1

憑借歐姆定律可以認(rèn)識到，在電壓保持穩(wěn)定時，該電路當(dāng)中存在有最低電阻值R。建立公式R=U/I=6V/0.32A=18.75Ω，R=R滑+R燈，因此可知18.75Ω=11.25Ω+R滑，得出R滑=7.5Ω。因此要求滑動變阻器的最低電阻值為7.5Ω，因此需要在該實驗當(dāng)中選擇10Ω，1A的滑動變阻器。

結(jié)束語

學(xué)生在進(jìn)行高中物理電學(xué)實驗的過程中，需要意識到滑動變阻器的作用是對電路進(jìn)行有效的保護(hù)的調(diào)。同時需要重點(diǎn)認(rèn)識到，在開關(guān)為閉合狀態(tài)以前，滑片必須在最大電阻處。之后逐漸降低選擇范圍，刪除不滿足要求的選項，這樣才能逐步在實驗過程中，找到最合理有效的滑動變阻器。

[1]王璐瑤.高中物理常見電學(xué)實驗問題的分析[J].通訊世界,2017,(03):261-262.

[2]趙春龍,陳勇.論“伏安法測電阻”的基本方法[J].才智,2008,(24):148+150.

（作者單位：長沙市長郡梅溪湖中學(xué)）