滑 动 变 阻 器

安徽省马鞍山市第二中学 沈秋发

一、结构与型号

型号：

结构： 线圈、支架、瓷筒、金属棒、滑片、接线柱

0~1000Ω （ 0.2A） 0~1750（ 0.3A） 0~2000Ω（ 0.1A ） 0~5000Ω（ 0.1A）

0~10Ω（ 2A， 3A ）

0~20Ω（ 1A， 2A ） 0~50Ω（ 1A ）

0~100Ω（ 0.6A， 1A ）0~200Ω（ 0.3A）

二、在电路中的调节作用

1、调节电路中的电阻分配

讨论 :

（ 1 “ ”） 门 形连接方式

Ra

R0

·BA

·b

cR1 R2

滑动片 c由 a端移向 b端过程中， A、 B间等效电阻 RAB如何变化？

Ra

R0

·BA

·b

cR1 R2极端分析法： 在 a端RABa=R0//R

单调性分析：

2

10

100

2

11/

)(

22

RRR

RRRRRRRR

AB 0

10

0

2

11

10

10

1

)(

RRR

RRRRR

RRR

RRRRR

AB

∴随 R1的增加， RAB单调递增

在 b端 RABb=R故过程中 RAB将不断增大

如图两种电路中 ,电源相同 ,各电阻阻值相等 ,各电流表的内阻相等且不可忽略 ,电流表 A1、 A2、 A3

和 A4读数分别为 I1、 I2、 I3、 I4下列关系正确的是（ 98全国卷Ⅰ）

A、 I1=I3 B、 I1<I4

C、 I2=2I1 D、 I2<I3+I4

【问题讨论1】

( 甲)

( 乙)解 : “ ”由 门 形模型，甲电路总阻大于乙电路总

阻 所以有 I2<I3+I4，选 D

又 I4=（ I3+I4） /2， I1<I2/2，所以 I1<I4

选 B

（ 2 “ ”） 口 形连接方式

·B

R1

RxA· R3

R2321

321))((

RRR

RRRRRR xx

AB

4

321RRR

当 R1+Rx=R2+R3-Rx

即 Rx=(R2+R3-R1)/2

时 RAB有极大值 RABm=( R1+R2+R3)/4

若 Rx不能使两个支路电阻相等时 最值出现在两支路阻值相差最大、

最小时，则 Rmin=R1//(R2+R3)

RAB

o Rx(R2+R3-R1)/2

RABm ·Rmax

R3

Rmin

··

如若 R1+R3<R2

Rmax=(R1+R3)//R2

在如图所示电路中，已知电源电动势 E=6.3V，内电阻 =0.5Ω，固定电阻 R1=2Ω， R2=3Ω， R3是阻值为 5Ω的滑动变阻器，接下电键 K，调节滑动变阻器触点，求通过电源的电流范围 (88年上海卷 )

【问题讨论2】

解 :设滑动触头将 R3分于 R1支路电阻为 Rx 由于 R1+R3>R2，故当 R1+Rx=（ R3-Rx）+R2

即 Rx=3Ω时，外阻达极大值 Rmax=(R1+Rx)/2=2.5Ω Imin=E/(Rmin+r)=2.1A

当 Rx=0，外阻极小 Rmin=R1(R2+R3)/

(R1+R2+R3)=1.6Ω Imax=E/(Rmax+r)=3A ∴2.1A≤I ≤ 3A

Rx

E rR1R2

R3

K

将触点从最右端移至最左端过程中， R1、 R2、 R3消耗的总功率如何变化？

【设问】

0.5

P

R 外

(Ω)

Pm

·

·

o 1.6 2.5

· ·

先减后增

2、限流与分压作用

RL

ba P

R

①滑动变阻器一部分与用电器串联

 限流电路特征：

适应条件：R最大值和 RL相差不多，且要求电压不从零开始变化

②调节电压范围不能从零开始

③闭合开关前滑片 p置 b端

 分压电路特征：①滑动变阻器一部分与用电器联后与另一部分串联

适应条件：电压要求从零变化，

RL

ba P

R

②电压可以从零调至最大

③闭合开关前滑片 p置 a端

且 R 最大值远小于RL

【问题讨论 3】 如图 ,输入电压 U、用电器电阻 RL恒定，

(1)当滑动头 c： b→a，电压表读数如何变化？

(2)当电压表读数为 U/2时， c在 ab中点？

(3)当滑动头 c： b→a，电流表读数如何变化？

(4)若 RL R≫ 时，当滑动头 c： b→a电压表读数随 Rx如何变化？

(5)若 RL R≪ 时，当滑动头 c： b→a电压表读数随 Rx如何变化？

U

b

aRLR c

A

VRx

（ 3）读数逐渐增大 .

解:（ 1）读数逐渐增大；（ 2）中点偏上；

(4)RL R≫时 RL>>R>Rx

xxxRR

R

UU

Ux

Rx

U

0R

Lx

Lx

Lx

Lx

x

x RR

RR

RRRR

RR

UU

x

L

x

L

x

RRR

RR

RR

U

2

(5)RL ≪R(比如 R=5Ω， RL=1KΩ)

Rx很小时， Ux=0当 Rx=R/2=500Ω RLRx/(RL+Rx)=500×5/(500+5)<5Ω Ux<0.01U

当 Rx=99.5R/100=995Ω 时Ux=U/2

Ux

Rx

U

0 RR/20.01U

∴为了便于操作，滑动变阻器的阻值应远小于负载阻值

三、电学实验中的滑动变阻器应用拾零【问题讨论 4】测定电流表内阻采用下图所示的电路 ,备有如下器材 :

A、电流表（量程 2mA，内阻约几十欧）

B、滑动变阻器（阻值范围 0~1KΩ）

C、滑动变阻器（阻值范围 0~5KΩ）

D、电阻箱（阻值范围 0~999.9Ω）

E、电阻箱（阻值范围 0~9999Ω）

F、电源（电动势 2V ，有内阻） RL R≪ 时

G、电源（电动势 6V，有内阻），导线开关若干（ 2）从以备用器材上， R1应选 ， R2应选 ，电源应选 ，电流表内阻测量值与真实值大小关系是： RG 测 RG 真（大于、等于或小于）

（ 1）简述实验过程C D G

小于

【问题讨论 5】为测量一电压表内阻，某同学采用如图所示的电路测量，可供选择的器材有：

A、待测电压表，量程 1V，内阻 Rr约 900Ω

B、滑动变阻器 R1，最大阻值 1000Ω，额定电流 0.2A

C、滑动变阻器 R2，最大阻值 10Ω，额定电流 1A

D、电阻箱 R01，最大阻值 999.9Ω

E、电阻箱 R02，最大阻值 99.9Ω

F、电池组：电动势 3V，内阻约 1Ω（ 1）简述实验过程 （ 2）滑动变阻器应选 ，电阻箱应选 ，电压表内阻测量值与真实值大小关系是： RV 测 RV 真

（大于、等于或小于）

C D

大于

【问题讨论 5】由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在系统误差，为消除测量电源电动势 E和内电阻 r的系统误差，某课外学习小组设计如图所示的实验， E/是辅助电源， A、 B两点间有一灵敏电流计G（ 1）补充下列实验步骤

①闭合开关 S1S2，调节 使得 G示数为零，这时 A、 B两点电势 ψA、 ψB的关系是 ψA ψB，读出电流表和电压表示数 I1和 U1

②改变 R、 R/的阻值，重新使得 ，读出 I2和 U2

（ 2 ）写出电动势 E 和内阻 r 的表达式

21

2112

II

IUIUE

21

12

II

UUr

=

G示数为零

R、 R/

【问题讨论 6】如图为消除伏安法测内阻(外接法 )的系统误差而设计的电流补偿电路 ,简述其工作原理

探研性实验

实物连线①

实物连线②

G

A

【 课 外 思 考题】 如图，电源电动势 E=6V，用电器电阻 RL=20Ω，额定电压 4.5V

E

RL

R2

RR1

U0

I

1、要使供电系统供电效率 η≥60%，对滑动变阻器的阻值和额定电流有何要求？ 2、在灯泡额定工作状态下系统最大可能的供电效率是多少？它们同适当选择的变阻器如何连接才能取得最大的效率？

结束语： 滑动变阻器是一个非常重要的电学器件，在构建电路、调节电路的阻值分配、改变电路电学状态中有着广泛的应用，关注其特征连接状态的阻值变化特点和分压、限流等经典连接的应用条件，将有助我们合理有效地应用滑动变阻器和方便快捷地解读电路。

谢谢2 0 10 . 3 . 7