寫在前面:電學(xué)實驗中關(guān)于滑動變阻器選擇基本上是每次必考,現(xiàn)將選擇的方法匯總?cè)缦隆?/p>
一、滑動變阻器選擇的總體要求
滑動變阻器在電路中的功能是調(diào)節(jié)電路,按其連接方式分為限流式和分壓式,不論以哪種方式連接對其總體要求都是:
(1)電路中測量部分電壓(電流)隨滑動變阻器變化盡量接近線性關(guān)系,這樣才能保證電路測量部分電壓(電流)隨滑動變阻器的調(diào)節(jié)而出現(xiàn)連續(xù)較大變化。
(2)確保電路安全、操作簡便。
二、滑動變阻器接法選擇
滑動變阻器接法有分壓式和限流式兩種,相對而言限流式接法較簡單,分壓式接法必備以下三條之一。
1.實驗中要求電壓從0開始連續(xù)可調(diào)
只有分壓式接法滿足此要求,而在限流式接法中,待測部分的電壓無法從0開始調(diào)節(jié)。主要是描繪元件的伏安特性曲線。
2.待測電阻的阻值比滑動變阻器的總電阻大得多
在這種情況下若采用限流式接法,在滑動變阻器調(diào)節(jié)中待測電阻上的電壓變化幅度太小,不利于多次測量求平均值,此時應(yīng)改用分壓式接法。一般待測電阻都很大,至少kΩ級。
3.若采用限流式接法,當(dāng)滑動變阻器全部接入電路時,待測電阻上的電壓、電流超過電表量程或待測電阻的額定值
顯然,若不采用分壓就違背了電路的安全性原則。一般待測電阻都很小。
三、滑動變阻器大小選擇
1、分壓式接法中應(yīng)選擇阻值小的滑動變阻器
如圖1所示,在滑動變阻器分壓式接法中待測部分電壓隨滑動變阻器調(diào)節(jié)滑動距離變化圖像,圖中的k表示滑動變阻器總阻值與待測電阻的比例。
從圖中可以看出當(dāng)滑動變阻器與待測電阻的比值越大時,滑動變阻器先移動較長距離時待測電阻電壓變化較小,而后移動很小距離時待測電阻電壓卻急劇上升,這在實驗操作中是難以控制待測電阻取適當(dāng)電壓的;而當(dāng)滑動變阻器與待測電阻的比值越小,待測電阻上電壓隨滑動變阻器調(diào)節(jié)距離變化越接近線性關(guān)系。
因此,分壓式電路中滑動變阻器的阻值應(yīng)選用阻值較小的(小于待測電阻)。
2、限流式接法中應(yīng)選擇阻值與待測電路電阻接近的滑動變阻器
如圖2所示,在滑動變阻器限流式接法中待測部分電壓隨滑動變阻器調(diào)節(jié)滑動距離變化圖像,圖中的k表示滑動變阻器總阻值與待測電阻的比例。
從圖2中可以看出:滑動變阻器與待測電阻比值越小,待測電阻上電壓隨滑動變阻器調(diào)節(jié)距離變化越接近線性變化,但電壓變化幅度卻很小,不便于取多組有明顯差別的數(shù)據(jù)多次測量;而當(dāng)滑動變阻器與待測電阻比值越大時,雖然待測電阻上的電壓變化幅度很大,但滑動變阻器先移動較長距離電壓變化幅度較小,而后移動很小距離電壓卻急劇上升,這在實驗操作中是難以控制待測電阻取適當(dāng)電壓的;而當(dāng)滑動變阻器與待測電阻阻值相接近時,待測電阻上電壓隨滑動變阻器調(diào)節(jié)距離變化接近線性關(guān)系,且待測電阻上的電壓變化幅度較大。
因此,限流式電路中滑動變阻器的阻值應(yīng)選用阻值與待測電阻相接近的。
四、滑動變阻器初態(tài)調(diào)節(jié)
滑動變阻器在電路中的功能是調(diào)控待測部分電壓電流,為保證安全起見,一般要求初始狀態(tài)待測部分電壓電流最小,實驗時通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來逐漸增大待測部分電壓電流。因此,滑動變阻器限流式接時滑動變阻器與待測部分是串聯(lián)系關(guān)系,滑動變阻器初狀態(tài)應(yīng)調(diào)到最大;滑動變阻器分壓式接時其初狀態(tài)分壓部分電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到最小0,也就是此時待測部分電壓、電流從0開始最安全。
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