電流流向法巧解涉及滑動(dòng)變阻器的電學(xué)題

康文勇

摘 要：本論文探討了在初中物理教學(xué)中，如何用電流流向法去解有關(guān)滑動(dòng)變阻器的電學(xué)題。

關(guān)鍵詞：初中物理；電流；滑動(dòng)變阻器；解題技巧

一、 電流流向法解滑動(dòng)變阻器的連接

連接滑動(dòng)變阻器一般分為兩類：一類是根據(jù)電路圖連接滑動(dòng)變阻器。解法：先分析電路圖中電流的流向，即滑動(dòng)變阻器中電流流過(guò)的是電阻的左端還是右端；然后根據(jù)電流的流向連接滑動(dòng)變阻器，如果電路圖中電流是從滑動(dòng)變阻器左端線圈流過(guò)，那么實(shí)物圖中滑動(dòng)變阻器下端就一定要接左端，反之則接右端。

例1 圖1是某興趣小組測(cè)量小燈泡電功率的部分實(shí)驗(yàn)電路，在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線，使其成為完整的實(shí)驗(yàn)電路。

分析 電路圖1中，電流是從滑動(dòng)變阻器線圈的右端流過(guò)，因此實(shí)物圖中，滑動(dòng)變阻的下端一定要接在右端，本題答案為滑動(dòng)變阻器的右下接到開關(guān)的右側(cè)。實(shí)際應(yīng)用中要注意：如果電路圖和實(shí)物圖的元件位置不一致時(shí)，要靈活處理。

第二類是按要求連接滑動(dòng)變阻器，這類題在重慶中考中出現(xiàn)的概率極大。解法：先分析題目對(duì)滑動(dòng)變阻器移動(dòng)方向的要求，即弄清滑片要向左還是向右移；然后分析移動(dòng)后，電流是要變大還是變小；題目經(jīng)常以“讓燈變亮”或者是“電流表示數(shù)變小”等形式來(lái)表述移動(dòng)的結(jié)果。如果題目要求電流變大，那么滑動(dòng)變阻器上電流流經(jīng)的線圈要變短，假如前面要求是向右移，那么線圈中電流一定要經(jīng)過(guò)右端，這時(shí)下端就只能接右端了。

例如重慶中考2015年物理試卷B卷第16題：

例2 圖3是某興趣小組測(cè)量小燈泡電功率的部分實(shí)驗(yàn)電路，在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，使其成為完整的實(shí)驗(yàn)電路。

要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡變亮。

分析 題目要求滑片P是要向左移；移動(dòng)后的結(jié)果是：小燈泡變亮，這就意味著滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小。滑片P向左移，線圈接入電路中的長(zhǎng)度變短，那么電流一定要流過(guò)線圈的左端，所以滑動(dòng)變阻器的下端一定要接左端，此題答案如圖4。

二、 電流流向法解滑動(dòng)變阻器引發(fā)的電表讀數(shù)變化問(wèn)題

這類題型多出現(xiàn)在中考選擇題和填空題中，考查學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器限流和分壓作用的理解與應(yīng)用；難點(diǎn)是學(xué)生不能正確找出滑片移動(dòng)后滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值的變化，從而不能正確判斷電表示數(shù)的變化。

解法：先根據(jù)電流流向確定各個(gè)用電器的連接方式，確定各電表的測(cè)量對(duì)向；然后分析滑片的移動(dòng)使電流流過(guò)電阻絲的長(zhǎng)度變長(zhǎng)還是變短，在此基礎(chǔ)上再來(lái)分析電路中的電流與電壓的變化，進(jìn)而得出電表示數(shù)的變化。

例3 如圖5所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器R的滑片P向左移動(dòng)，在此過(guò)程中（ ）

A. 電壓表V1示數(shù)變小，電壓表V2示數(shù)變大

B. 電流表A示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)不變

C. 電流表A示數(shù)不變，燈泡L亮度變亮

D. 電壓表V1示數(shù)不變，燈泡L亮度變暗

分析 本題是比較典型的滑動(dòng)變阻引發(fā)電表示數(shù)變化的問(wèn)題。從電流流向分析可知：電流從正極流向負(fù)極時(shí)只有一條路徑（電壓表當(dāng)開路處理），因此電阻R與燈泡L是串聯(lián)的；電壓表V1測(cè)量燈泡L的電壓，電壓表V2測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向左移動(dòng)后，我們發(fā)現(xiàn)電流流經(jīng)R的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，即R接入電路中的電阻變大了，這樣就會(huì)使得電流變小，所以電流表A的示數(shù)將變小；忽略燈絲電阻的變化，由歐姆定律U=IR可得燈泡L的電壓將變小，故電壓表V1的求數(shù)將變小；再由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)就不難得出電壓表V2的示數(shù)將變大，故本題作案選A。

例4 如圖6所示的電路，電源電壓恒定不變，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（假定燈泡的電阻不變）（ ）

A. 電流表示數(shù)變大

B. 電壓表示數(shù)變小

C. 電壓表和電流表示數(shù)的比值變大

D. 電壓表和電流表的示數(shù)都變小

分析 本題如果用電流流向法來(lái)解就會(huì)變得很輕松，電流從正極流向負(fù)極時(shí)從滑動(dòng)變阻器的右端直接流向左端（電壓表當(dāng)開路處理），滑片的移動(dòng)并不能改變電流流經(jīng)電阻絲的長(zhǎng)度，即電阻是不變的，所以電流表的示數(shù)也就不會(huì)改變；P向右移，電壓表所測(cè)的電阻范圍變小，故電壓表的示數(shù)將變小，所以這題選擇B。

從以上例子我們可以看出：通過(guò)電流的流向法來(lái)解滑動(dòng)變阻器，可以讓我們的思路變得更加清晰，解題過(guò)程更加簡(jiǎn)單，解題效果也非常可靠，具有突出的優(yōu)勢(shì)。但這種方法也不是萬(wàn)能的，在解一些比較特殊的問(wèn)題時(shí)還得各種方法綜合使用才行；這就需要我們?cè)诮虒W(xué)和學(xué)習(xí)中靈活應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，掌握多種解題技巧，并形成一套適合自己的解決問(wèn)題的系統(tǒng)方法，借以提高自己的綜合能力。endprint