一:滑动变阻器结构
二:滑动变阻器的连接方式
1. 限流式接法:此接法中,滑动变阻器仅一部分接入电路,接入电路的为紫色部分,阻值与紫色部分同增同减。连接实物时只需接一上一下两个接线柱。
2. 分压式接法:滑动变阻器的绿色部分与其他用电器并联,再与紫色部分串联。接入电路的有效值与紫色部分同增同减。连接实物时只需接一上二下两个接线柱。
3. 自身并联式:滑动变阻器两部分并联,电流在滑片处分流。当滑片处于两边对称时,接入电路的阻值最大。连接实物时只需接一上二下两个接线柱。
三:连接方式的选择
电学实验需考虑安全量程、可操作性、均匀变化和节能。串联总电阻主要由大电阻决定,而并联总电阻主要由小电阻决定。
分压式接法适用于负载电压或电流变化范围较大、从零开始连续可调的场景。理想选择为最大阻值为负载电阻的0.1~0.5倍。
限流式接法适用于负载电阻远大于滑动变阻器总阻值的情况,最大阻值为负载电阻的2~5倍为佳。
总结口诀:“零起必分,滑小必分,烧表必分,滑大可限”。选择电路应综合考虑电压表、电流表量程和电阻允许电流值。
例题解析:描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,需选用分压式电路以满足测量要求。理论分析表明,滑动变阻器最大阻值为负载电阻的0.1~0.5倍时,分压效果更佳。然而,考虑到电源内阻,选择阻值稍大一些的滑动变阻器更为合适。因此,应选择丙电路和滑动变阻器R₂。
总结:选择电路时,需综合考虑实验需求、电源内阻和滑动变阻器特性,以达到最佳测量效果。