滑线变阻器的连接与选择.doc

滑线变阻器的连接与选择　　　　滑线变阻器是用途很广泛的电学器材，它在电路中的作用是通过自身的电阻值变化，达到改变某一用电器或电路中的电流及电压的目的．在中学里，要求知道它的结构、用途并掌握其使用方法．但从多次中考、高考的结果来看，无论从其结构示意图或者从实物图上考核其使用方法时，总有相当一部分考生发生这样或那样的错误．　　滑线变阻器的结构，如图1所示：a、b为电阻R的两端点的接线柱，P是可在电阻上滑动的触片：c、d为与P连接导通的分属杆两端的接线柱．显然，若只c、d两端接入电路中，则相当于短路；若只将a、b两端接入电路中，则它只起一个固定电阻（R）的作用．这两种接法都不起变阻器的作用．　滑线变阻器的连接　　限流（降压）接法 如图2，将a或b的任一端与c或d的任一端串接在电路中．这相当于在电路中串接了一个可变电阻．当移动滑动触头P时，可改变此串联电阻的大小，从而调节通过用电器（电灯）的电流．　　设滑线变阻器总阻值为R，其中串入电路的部分电阻为Rx，电灯的电阻为R0，电源电动势为（内阻不计），则电路中的电流强度I=/(R0+Rx)，故R0两端所分得的电压为　　U0=IR0=R0/(R0+Rx)=/(l+Rx/R0)　　使Rx从0变到R时，U0将相应地从ε变到ε/(1+R/R0)．电压变化范围是：ΔU=ε-ε/(1+R/R0）=ε/(1+R0/R)由此式可以看出，电压变化范围的大小取决于R0与R比值的大小．如果R的值比较接近R0的值，或者小于R0的值，那么R0两端的电压变化范围就比较小．例如当R=0.1R0时，ΔU=ε/11=0.09ε，当R=R0时，ΔU=0.5ε．如果R比R0大得比较多的情况下，那么就可以得到较大范围内的电压变化．如当R=10R0时，ΔU=ε/1.1=0.9ε．显然，这种接法不可能使R0两端的电压调节到零．　　分压接法 如图3所示，将a、b两端接到电源上，使变阻器整个电阻R的两端产生电势差，这样从a到b电势是逐点变化的，即滑动点P与a、b之间的电势差随着P点位置的变化而变化．用电器（电灯）一端与a或b任一端连接，另一端与c或d的任一端连接，加在用电器（电灯）上的电压就可随P点的移动而改变其大小．　　　设滑线变阻器中与R0并联的部分为Rx，则由电路计算得R0两端的电压　　　使Rx从0变化到R时，U0将相应地从0变到ε．可见，R0两端电压变化范围是ε，与R、R0的大小无关．　　分压接法与降流（降压）接法相比，具有加在用电器两端的电压变化范围大的优点，即可以从零调起，通过的电流也可以从零开始．滑线变阻器的选择 给定一些电路器材，要求选择适当的滑线变阻器与连接方法时，应该考虑两个方面．　　首先考虑是否有足够的电压调节范围．分压接法总能保证实现这一点．限流接法就不一定．当然有时并不需要有太大的电压调节范围，就可以采用限流接法．只有当变阻器的电阻R远比用电器电阻R0小时，才可不考虑限流接法．　　然后考虑电压的调节是否方便．分压接法，虽然理论上有较大的电压调节范围，但实际调节时并不一定方便．例如当R=100欧，R0=2欧，ε=10伏时，R0从0变到90欧的过程中，R0两端电压从0变到1.7伏，R0从90欧变到100欧，R0两端电压从1.7伏变到10伏．就是说，变阻器上的滑动触片在移过总长度的十分之九的过程中，用电器两端只有较小的电压变化，而在剩下的十分之一长度上移动滑动触片时，用电器两端电压则有较大变化，这就使得电压的调节十分不便．而当R<