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初中电学实验中滑动变阻器的作用辨析 余干管枥初中 谭小辉 滑动变阻器在初中电学实验中有着普遍的应用，弄清楚它在其中的作用对于掌握实验方法、提高探究技能、理解实验结论有着重要的意义滑动变阻器在各实验中一般都有：保护电路，滑动变阻器要串联接入所要控制的电路中，闭合电路开关前，必须将将滑片移到阻值最大位置，电阻最大，电流才最小，才能起到保护电路的作用；变阻、限流、分压，滑动变阻器在电路中通常有这几方面作用，但不同的电路利用的侧重点不同.在不同的实验中，因存在实验目的、实验方法等各方面的不同，滑动变阻器的具体作用也存在着很大的差异下面举例比较滑动变阻器在各实验中的作用实验一：探究导体中的电流与电压的关系例1：在探究“电流与电压关系”的实验中，同学们进行了交流与合作．（1）如图所示，同学们在交流中提出甲、乙两个探究思路（甲直接改变电源电压；乙通过移动滑动变阻器滑片来改变R的电压），请对这两个探究思路进行评估2）请设计一份记录该实验数据的表格．解答：（1）评估： ①从操作方面评估：甲电路虽然简单，但需要改变电池个数，操作不便。

乙电路不需要拆装电路，操作简便 ②从安全方面评估：甲电路电压成倍数变化，容易烧坏电源或电流表乙电路有滑动变阻器，能起到保护电路的作用 ③从收集数据方面评估：甲电路不能选取任意数据，结论存在特殊性乙电路可以选取任意数据，结论具有普遍性2）表格保持R一定电压U/V246电流I/A0.20.40.6在此滑动变阻器除了起保护电路的作用外，另一个作用就是改变定值电阻两端的电压，以取得多组数据，找出电流随电压的变化规律实验二：探究导体中的电流与电阻的关系例2：（1）某同学用如图所示的电路探究导体中的电流跟导体的电阻关系他先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间，闭合开关S，读出电流表的示数填入表中由实验数据可以看出电流跟电阻不成反比试分析为什么在这个实验中电流跟电阻不成反比？答：_a、b两点间电压发生变化，在研究电流与电阻关系时，没有控制电压一定电阻/Ω51020电流/A0.40.30.2（2）该同学经过认真分析，发现了错误的原因，他改进实验后，先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路的a、b两点间进行实验，结果验证了在电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系.图甲、乙提供的两个电路图，哪个是他设计的电路.答：_乙（填“甲图”或“乙图”），在这个实验中，滑动变阻器的作用是：在a、b两点间的电阻发生变化时，通过调节滑动变阻器的阻值，保证a、b两点间的电压不变。

本实验保持a、b两点间电压不变的调阻方法是：当电阻R换成大阻值时，滑动变阻器的阻值也要调大；当电阻R换成小阻值时，滑动变阻器的阻值也要调小在此滑动变阻器除了有保护电路的作用外，另一个作用是保持定值电阻两端电压不变，以找出电流随电阻变化关系实验三：电磁铁磁性强弱跟电流大小关系例3：如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强跟电流大小关系”的电路图．（1）电磁铁磁性的强弱是通过观察吸引铁钉数目的多少来确定的；（2）闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向a （填“a”或“b”）端移动时，电磁铁磁性增强在此滑动变阻器除了有保护电路的作用外，另一个作用是改变电路中电流大小，以找出电磁铁磁性强弱跟电流大小关系上面三实验共同特点：通过一次实验，都不能找出需要探索的规律 多次实验是为了多测几组数据，便于总结出实验规律实验四： “伏安法”测电阻实验例4：小玲在做“伏安法测电阻”的实验时． （1）小玲按如图所示电路图连接实物 当连接好电路的最后一根导线时，电流表指针有微小偏转，移动滑动变阻器滑片，电流表指针不动导致上述现象的两个操作错误是   ①   连接电路时开关没断开② 滑动变阻器接成定值电阻了（2）改正电路正确无误后开始实验．前两次的实验数据已填在下页表格内，第三次实验时电流表的示数如下页图所示，请将下面表格中的空白处填写完整．（计算结果保留二位小数）实验次数电流/A电压/V电阻/Ω测量结果10.302.58.30.2 8.020.262.18.1(8.3+8.1+8.0)/3=8.1Ω31.6在此滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻两端的电压和通过的电流，以取得多组数据求平均值，减小误差。

特点：测量一个具有定值的量，因一次测量的数据误差可能较大，所以多次测量是为了取得多组数据,求平均值，以减小实验误差. 实验五： “伏安法”测小灯泡电功率实验例5：小明同学按课本要求做“测算小灯泡的电功率”实验时，用的电路图如下，小灯泡的额定电压是3.8V，灯丝电阻大约10Ω，电源是三节新的干电池，滑动变阻器上标有“10Ω1A”的字样 （1）电路接好后，闭合开关，灯不亮， 小明认为一定是电路出了故障，你认为呢？ （2）明白道理后，小明继续实验，分别得到三组数据如下表：实验序号电压表示数/V电流表示数/A功率/W额定功率/W13.000.361.08P额=(1.08+1.52+1.89)/3=1.5023.800.401.5234.500.421.89老师认为小丰同学通过三次测量得到三组数据，算出三个电功率值，再求平均值得到额定功率的数据处理方法有误，为什么？因为额定功率是在额定电压下的功率，当滑动变阻器阻值变化时，灯两端的电压也变化，实际功率是变化的，多次测量取平均值算出的功率不是额定功率（3）你认为P额＝1.52W，这里多次实验的目的为了测量小灯泡在不同情况下（或不同电压下）的电功率。

在此滑动变阻器的主要作用是改变加在灯泡两端的电压，测出小灯泡在不同电压下的实际功率特点：不同情况下物理量的值是不同的，取平均值毫无意义，所以在这类实验中多次实验的目的是为了测量（或比较）物理量在不同情况下的值实验六：探究串联电路的电压关系例6：小刚和小丽用下图所示的器材探究串联电路的电压关系，用三节干电池串联做电源，两只小灯泡的规格不同1)小刚用电压表测量L1两端的电压时，直接选用0～3V的量程，小丽说这样不行，规范的操作方法应该是先选用0～15V量程试测，如果示数小于3V，再改用0～3V量程测量 (2）通过实验，得出了下表所示的一组数据便总结出了串联电路电压关系,你认为实验步骤有缺陷吗?若有,改进建议是: 串联一个滑动变阻器或换用不同规格的器材(灯泡、电源) ，进行多次测量 L1两端电压/VL2两端电压/V串联总电压/V1.43.14.5特点 ： 一次实验能得出初步结论，但不能肯定正确所以此类实验中多次实验的目的是为了使探寻出的实验规律（或结论）具有普遍性（或更可靠）滑动变阻器的作用与实验的目的有关，实验目的不同，作用可能不同 ；滑动变阻器不是在任何电路中都起保护电路作用、也不是在任何电路中都起变阻作用。

如同时选择了上面两个接线柱或同时选择了下面两个接线柱 不同实验多次测量的目的不尽相同，不能认为多次实验（或测量）就是为了求平均值，减小误差，也可能是为了找出实验规律、也可能是使找出的规律具有普遍性、也可能是想比较某物理量在不同情况下的值是如何变化的附： 滑动变阻器在初中实验电路中的作用一览表实验名称变阻器作用一次实验缺陷多次实验目的探究电流与电压关系（电压是自变量）改变定值电阻两端电压找不出规律多测几组数据，便于总结出规律探究电流与电阻关系（电压是常量）保持变量电阻两端电压不变探究电磁铁磁性强弱跟电流大小关系改变电路中电流大小探究串联电路的电压关系改变小灯泡两端的电压能得初步结论，但不一定可靠使探寻出的实验规律（或结论）具有普遍性“伏安法”测小灯泡电功率实验改变小灯泡两端的电压不能进行比较测量（或比较）不同电压下的电功率值“伏安法”测定值电阻实验改变电阻两端的电压和通过的电流可能偏大或偏向，误差较大取得多组数据，求平均值，减小实验误差2011-10-23。