高中物理電學實驗中滑動變阻器的選取芻議

◆胡靖瑜

高中物理電學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行高中物理電學實驗的過程中，在選擇滑動變阻器過程中需要遵循的原則。并在此基礎上，通過相關的案例，分析了學生在進行電學實驗過程中，對于滑動變阻器的詳細選擇方法。

電學實驗；滑動變阻器；選取選擇；案例分析

在高中階段電學學習的過程中，滑動變阻器是學生必須要掌握的重要電學器材之一。它的主要作用是能夠對所設計的電路進行有效的保護，并對用電器通過的電流、電壓等進行控制。滑動變阻器雖然結構簡單，但是在電學實驗的過程中如何正確進行滑動變阻器的選擇，卻成為了高中物理電學實驗當中值得關注的重要問題。

一、電學實驗當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電路當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，但是電路當中的電流強度仍然超出了電流表的最大限制。學生就需要就滑動變阻器的連接方式進行重新思考，或者進行滑動變阻器的更換。整體來講，分壓法能夠更好的保護電路。

（二）目標性原則。如果電學實驗當中有明確的要求，學生對于滑動變阻器的連接方式和使用方式就一定要根據要求來操作。例如：實驗要求當中明確提出電壓必須從“0”開始變化，學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）科學性原則。簡單地說，此項原則就是要求學生必須要對實驗的具體要求進行分析，確定滑動變阻器的阻值和待測電阻之間的關聯性，之后選取對應的連接辦法。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、電學實驗當中滑動變阻器的選取方法例談

（一）伏安法測定電阻實驗當中針對滑動變阻器的選取。在伏安法測定電阻實驗當中，憑借控制滑動變阻器的滑片能夠控制電路當中電流的大小。多檢測幾組數據，計算在在不同電阻環境下電路當中電流的大小。例如：選擇用待測電阻組織大很多的滑動變阻器，可以發現在高電阻端滑動時，電路當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的范圍中進行變化，數據變動并不顯著，實驗當中所得到的數據不利于開展計算。如果選擇滑動變阻器電阻值遠遠超過待測電阻，就不能使用高電阻進行檢測。若使用低電阻值，極為微小的滑動距離便會產生很大的電阻變化，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中，滑動變阻器所發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境下進行工作。

例如：當前有檢測定標為“3.6V 0.32A”燈泡正常發光過程中燈絲的功率，實驗過程中提供以下材料：開關（1個）、導線（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）。要求學生在測量過程中，電表上所顯示的數據必須超過該表量程的二分之一，滑動變阻器的規格應為10Ω。對該實驗進行電流分析：

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

2.對3.6V，0.32A這一數據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識到，在電壓保持穩定時，該電路當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中選擇10Ω，1A的滑動變阻器。

結束語

學生在進行高中物理電學實驗的過程中，需要意識到滑動變阻器的作用是對電路進行有效的保護的調。同時需要重點認識到，在開關為閉合狀態以前，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）