【矩道物理虚拟实验室】滑动变阻器对调控电路的影响

更新时间：2022-05-25 来源：矩道科技浏览：0

滑动变阻器的选择，是高考物理电学实验中的热点考查内容，它涉及连接方式和阻值大小两方面的选择，今天小编跟您一起借助矩道物理虚拟仿真平台探讨下滑动变阻器的使用。
滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝的有效长度来改变接入电路的有效电阻，从而控制电路中通过的电流或电路两端的电压。它在电路中有两种连接方式，即限流法和分压法。
限流电路与分压电路的连接方法

限流法的连接方法

限流电路中，滑动变阻器是与用电器串联，它的接法特点是四个接线柱要选择“一上一下”两个接线柱接入电路，接法相对简单。滑动变阻器起限流作用。

使用时，滑动变阻器的滑片应先置于阻值最大端，防止电路中电流过载而烧坏用电器或损坏仪表。

分压法的连接方法

分压电路中，滑动变阻器下端两个接线柱接入干路，用电器与变阻器左右两部分中的其中一部分并联，然后再与另一部分串联，接法相对复杂。滑动变阻器起分压作用。

由于用电器与滑动变阻器其中一部分并联，用电器两端的电压等于这一部分两端的电压，因此通过改变变阻器滑片的位置就可以调节用电器两端的电压。如果这一部分接入的阻值为零，则此时用电器被短路，两端电压为零。为了实验安全，闭合开关前，滑动变阻器滑片位置应位于使用电器两端电压为零的一端。

两种接法分别对调控电路的影响
现在，我们提供一个干电池组（电动势E为6V，内阻为0Ω）、开关、导线、阻值为10Ω的定值电阻R0、电流表、一个最大阻值可调的滑动变阻器R，分别用两种接法探究对调控电路的影响。
我们依次选用最大阻值为1Ω、10Ω、50Ω、100Ω的滑动变阻器，绘制电路中电流与滑动变阻器接入阻值的I-R图象，结合图象进一步分析滑动变阻器对电路调控的影响。
分压法与限流法电路

以下是四种规格的滑动变阻器分别用分压法和限流法绘制的I-R图象。

阻值为1Ω的滑动变阻器（R<

阻值为10Ω的滑动变阻器（R=R0）：

阻值为20Ω的滑动变阻器（R=2R0）：

阻值为50Ω的滑动变阻器（R=5R0）：

阻值为100Ω的滑动变阻器（R>>R0）：

实验分析
经过上述实验，我们可以看出：
1．限流电路中，随着滑动变阻器总阻值与定值电阻阻值的比值增大，通过用电器的电流可调范围也越大；但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，通过用电器的电流始终不能为零。
2．而在分压电路中，无论滑动变阻器总阻值如何，通过用电器的电流始终能从零到最大值的整个范围调节。但是，滑动变阻器总阻值与定值电阻阻值的比值越小，通过用电器的电流变化越均匀平缓；而比值越大，电流变化的突变性越强。这就意味着同样长度的调节范围，比值越小，电流的调节越精确。
3．综合以上分析，我们可以得出：
(1)当滑动变阻器总阻值R<
(2)当滑动变阻器总阻值R>>R0时，宜采用限流接法。
(3)当要求电流或电压必须从零开始变化时，必须采用分压接法。
(4)当滑动变阻器总阻值与用电器阻值相差不大时，两种接法皆可采用。
在实际应用中是选择限流法还是分压法接法，除了上述影响因素外，还要考虑电路的能耗问题、仪表的量程问题、滑动变阻器阻值的选择等等。
以上就是限流与分压电路的内容，欢迎关注矩道科技融合创新实验室。

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