滑动变阻器在初中物理电学实验中的作用

滑动变阻器在初中物理电学实验中的作用
作者：朱刚
来源：《新课程·中学》2017年第03期
摘要：滑动变阻器在电路中的作用主要是通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和两端的电压。

在初中的电学实验中如果能够巧妙地加入滑动变阻器，能够提高课堂的讲解效率和实验教学的质量。

针对滑动变阻器在物理教学实验中起到的重要作用做一些论述。

关键词：滑动变阻器；初中物理；电学实验
滑动变阻器是一个重要的电路元件，在初中物理电学实验中，有很多实验需要用到滑动变阻器才能获得事半功倍的效果。

在课堂教学中，学生能够熟练了解滑动变阻器的结构，了解它在电路中的用处，并且会简单地使用滑动变阻器来连接电路。

但是想要真正了解滑动变阻器在电路中起到什么样的作用，需要放在不同的电学实验中进行分析研究。

在初中物理电学实验中涉及滑动变阻器的有以下几个：（1）滑动变阻器在用伏安法测小灯泡的电功率。

（2）用伏安法研究电流与电压的关系的实验。

（3）设计实现小灯泡的亮与灭。

一、滑动变阻器在用伏安法测小灯泡的电功率中的作用
滑动变阻器在此实验中的作用主要有：（1）保护电路。

（2）改变小灯泡两端的电压。

下面用实验来讲解一下滑动变阻器的作用：
连接一个小灯泡与滑动变阻器串联的电路，电路中串联上电流表，电压表的两端连接在小灯泡的两端，这样做成一个简单的测小灯泡的电流和电压的电路，不同之处是串联上一个滑动变阻器。

通过调节滑动变阻器的电阻来改变小灯泡两端的电压和通过的电流。

滑动变阻器本身就是一个电阻，只不过是可以变动电阻值的电阻。

由公式P=UI，可知，只要改变其中一个变量，就可以测出小灯泡的实际功率。

在上面设计的电路中，串联电路的电压是相加的，已知U=IR，改变电阻就能改变电阻两端的电压，总电压不变，小灯泡两端的电压也就随之改变，从而测出小灯泡的实际功率。

要测出小灯泡的实际功率，还有一个要求是小灯泡两端的电压是实际电压，所以在实验中用到滑动变阻器，可以使小灯泡两端的电压是实际电压，达到提高实验准确度的目的。

二、用伏安法研究电流与电压的关系
滑动变阻器在此实验中的作用主要是改变定值电阻两端的电压和通过的电流，从而找出规律。

在上面的实验中，我们已经提到过实验中的几个公式：P=
UI，U=IR。

就其中的U=IR来说，这个公式是怎么得来的呢？也就是我们现在说的电流和电压的关系，这就用到伏安法来测量。

通过设计实验来讲解一下：
猜想一下：导体的电阻一定时，通过的电流与两端的电压是正比关系；导体两端的电压一定时，通过的电流与电阻成反比。

实现这个猜想，我们需要保证的是电阻一定，这个可以找定值电阻来实现，那么电压一定呢？电压一定，我们需要改变电流或电阻的值，这时用到滑动变阻器就刚刚好。

因为在更换电阻的时候，根据串联分压的特点，这个时候定值电阻两端的电压也会改变，那如何确保在定值电阻更换后其两端电压与原来相同呢，这就要利用滑动变阻器，滑动变阻器本身是一个电阻，是一个可以改变电阻值的电阻，其两端电压也可以变化，这样就可以把定值电阻与滑动变阻器串联，通过调节滑动变阻器的电阻来确保定值电阻两端电压与原来相同。

再经过多次实验，找出规律。

三、设计实现小灯泡的亮与灭
在电学实验中，如果只给一个滑动变阻器和小灯泡，让你设计一个能够改变小灯泡的亮度的实验。

很多学生可能会觉得很难，也对此有以下的猜想。

（1）把小灯泡与滑动变阻器进行串联，通过改变电阻的值来改变电压，通过小灯泡的电流改变来实现小灯泡的忽明忽暗。

在这个实验中，滑动变阻器起到改变通过的电流来控制小灯泡的亮度。

（2）第一个实验不能完全让小灯泡灭掉，所以还要研究一下滑动变阻器。

在滑动变阻器的下方是有两个接线柱的，怎样接入电路中，能决定电阻丝是一个还是两个。

可以把电阻分成两部分，一部分与小灯泡串联，一部分与小灯泡并联，这样接入到电路中，通过滑动滑片，使与小灯泡并联的电阻变小，实现分压变小，灯泡变暗，滑倒最顶端使灯泡就熄灭了。

在这个实验中，滑动变阻器不仅改变了通过的电流，还控制了小灯泡两端的电压。

小灯泡两端没有了电压，也就没有了电流，肯定就会熄灭。

这是巧妙地运用了滑动变阻器的组织结构和连接方式的不同来实现的，可谓妙哉。

四、其他作用
在电学实验中有测电阻的实验，滑动变阻器在此实验中的作用主要有：（1）保护电路。

（2）改变定值电阻两端的电压和通过的电流，确保数据的准确性。

还有研究电阻与电流的关系的实验，与研究电压与电流的实验几乎一样，只是滑动变阻器的作用不同而已，在这个实验中的作用是控制电阻两端的电压不变。

通过以上几个物理电学实验验证了滑动变阻器在不同的电学实验中起到的作用也是不同的。

但原理都是一样的，通过改变电阻来达到改变与之相联系的变量的值，在与不变的值来研
究变量之间的关系。

变量之间关系的研究是为了更好地应用在实验中，就如前面讲到的小灯泡熄灭的实验一样，只有掌握了滑动变阻器在各种电路中起到的作用，才能熟练地应用在新的实验探究中，才能培养学生的创新能力，从而提高初中物理电学的教学
质量。

参考文献：
[1]张仁义，张琼华，魏开明.“测小灯泡功率”实验教学反思[A].湖北省物理学会、武汉物理学会2004学术年会论文集[C]，2004.
[2]华庆付.赏析与滑动变阻器有关的电路问题[J].数理化学习（初中版），2005（2）.。