伏安法测电阻电路中滑动变阻器选择方法

伏安法测电阻电路中滑动变阻器的选择方法

实验器材选择的三个原则是：安全性原则、准确性原则、方便性原则，其中方便性原则是指在保证实验能够顺利进行的条件下，使实验操作方便易行，在伏安法测电阻的实验电路设计中方便性原则主要表现在滑动变阻器规格的选择上，那么如何具体选择滑动变阻器呢？下面通过图表数据计算来具体说明：

一、限流法电路中滑动变阻器的选择

待测电阻20ω，电源电动势12v、内阻不计，电流表(0-0.6a）电压表(0-12v)且均为理想表，滑动变阻器有ｒ滑=200ωｒ滑

=100ω，ｒ滑=50ω，ｒ滑=20ω，ｒ滑=10ω五种可供选择为例，将五种滑动变阻器分别接入限流电路：

由上述图表可以看出，滑动变阻器选择100ω最好，50ω次之，滑动变阻器阻值较大则使用部分所占比例小，且由于滑动变阻器阻值并不连续变化而是跳跃变化（每次至少划过一圈），使电流表读数不能精确调到设计值，给测量带来不方便。滑动变阻器阻值较小则电流表测量范围较小画u-i图像时误差较大。所以测电阻的实验电路在使用限流接法时选择滑动变阻器一定比待测电阻阻值大，一般大于一到四倍测量较方便，太大则测量反而不方便。

二、分压法电路中滑动变阻器的选择

待测电阻20ω，电源电动势12v内阻不计，电流表(0-0.6a）电

压表(0-12v)且均为理想表，滑动变阻器有ｒ滑=100ω，ｒ滑=50ω，ｒ滑=20ω，ｒ滑=10ω，ｒ滑=5ω五种可供选择为例，将五种滑动变阻器分别接入分压电路：

由上述图标可以看出，滑动变阻器选择5ω最好，10ω次之，滑动变阻器阻值较大则使用部分所占比例小，且滑动变阻器有效测量值分布不均匀，前疏后密。由于滑动变阻器阻值并不连续变化而是跳跃变化，使电流表读数不能准精调到设计值，给测量带来不方便。滑动变阻器阻值较小则滑动变阻器有效测量值分布接近均匀，且调整方便准确。所以滑动变阻器使用分压接法时滑动变阻器一定比待测电阻阻值小，一般小于一到四倍测量较方便。太小则流过电源电流太大，不节能且可能烧毁电源。

综上所述，可以看出：

1.当伏安法测电阻的滑动变阻器接法被确定以后，滑动变阻器大小的最佳选择也被确定了。

例如：（2006年北京理综，21分）

某同学用如图所示（同上述二分压电路）测绘标有“3.8v，0.3a”的小灯泡的灯丝电阻r随电压u变化的图像。

①除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：

电流表：a1（量程100ma，内阻约2ω）；（量程0.6a，内阻约0.3ω）；

电压表：v1（量程5v，内阻约5kω）；v2（量程15v，内阻约15k ω）；

滑动变阻器：（阻值范围0～10ω）；（阻值范围0～2kω）；

电源：（电动势为1.5v，内阻约为0.2ω）；（电动势为4v，内阻约为0.04ω）；为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表＿，电压表＿，滑动变阻器＿，电源＿。（填器材的符号）

解答：本题实验电路图已给出，使用的是分压接法，为了调节方便，测量准确，滑动变阻器选择阻值较小的滑动变阻器。

2.反之，当滑动变阻器被确定后，电路的最佳连接形式也可被确定。

例如：①(2008天津理综，22)用下列器材组装成描绘电阻伏安特性曲线电路图，请将实物图连成为实验电路。

微安表 (量程200,内租约200ω)；电压表v(量程3v,内租约10k ω)；

电阻（阻值约为20kω）；滑动变阻器r(最大阻值50ω，额定电流1a)；

电池组e （电动势3v,内阻不计）；

解答：本题虽然是实物连接，但题目未给出实验电路图，需自己先设计电路图，由于题目所给滑动变阻器阻值r远小于待测电阻，所以电路选择分压接法。

②某电阻额定电压为3v（阻值大约为10ω）为了测其阻值实验室提供了下列可选用器材：其中滑动变阻器（最大阻值约为50ω）；

滑动变阻器（最大阻值约为500ω）为了尽可能提高测量准确度，滑动变阻器选择＿＿，设计最合适的实验电路图。

解答：本题所提供的两个滑动变阻器阻值均大于待测电阻，为了尽可能提高测量准确度，实验电路应选择限流接法，而限流接法滑动变阻器要求大于待测电阻一到四倍合适，故滑动变阻器选择。实验电路的选择除参照滑动变阻器阻值外，还要考虑其他因素，本例只是说明从滑动变阻器角度考虑实验电路选择方法。