高中物理电学实验教学中对滑动变阻器的选取
高中物理电学实验教学中对滑动变阻器的选取
作者：丁兆平
来源：《神州·下旬刊》2017年第09期
摘要：电学实验是高中物理课程中的重要内容，也是强化学生动手实践能力的重点和难点。
电学实验教学的主要目的在于帮助学生学习电路设计、电路选择、仪器选择等方面知识，滑动变阻器的选取作为历来物理实验教学的难点，也是一项理论知识结合实践经验的重要过程，是学生应该掌握的基本技能，也是教学中的难点。
滑动变阻器是高中学生电学实验必须掌握的器材之一，该器材主要是对电路形成保护作用，还能调节用电器的电流、电压，其作用的重要性毋庸置疑，其原理及使用方法虽然简单易懂。
本文分析了在物理实验中，选择滑动变阻器的选取原则，以及在伏安法测电阻和功率中的实际应用分析。
关键词：滑动变阻器；高中物理；电学实验
滑动变阻器是高中学生电学实验必须掌握的器材之一，该器材主要是对电路形成保护作用，还能调节用电器的电流、电压，其作用的重要性毋庸置疑，其原理及使用方法虽然简单易懂，但是，如何选择合适的滑动变阻器应对不同实验教学的需要也是实验成功的关键所在。
因为此类问题往往不会在考试中出现，但又是一项学生必须掌握的技能，往往成为教学中的盲点，学生一旦碰到此类问题容易束手无策。
一、高中物理电学实验教学滑动变阻器选取的基本原则
高中阶段的电学实验主要有：测定电阻率、绘制小灯泡伏安图、测电源内阻等。
在这些实验中，关于滑动变阻器的选取主要分为两大类：电阻大小的选择、接入电路方法。
主要遵循以下三大基本原则。
（一）安全性原则
也就是发挥滑动变阻器保护电路中各元件运行安全的主要功能。
如果该滑动变阻器接入电阻为最大值时，电路中的电流还是超过了电流表的限值，就需要改变滑动变阻器的接法，或者更换电阻更大的滑动变阻器。
相对而言，分压法对电路的保护作用要更加明显。
（二）目的性原则
若实验中有明确要求时，滑动变阻器的连接方法和使用方法就必须按照要求进行。
例如：“电压从零开始调节”、“要求较大的电压变化范围”等描述，则选用分压接法，所用滑动变阻器
的总阻值要相对小一些。
例如：“调节滑动变阻器使电路中电流变化比较明显”等描述，则选用限流电路，滑动变阻器的总阻值在该电路中应比其他部件的总阻值大。
（三）科学性原则
也就是说，需要分析试验的要求，确定滑动变阻器总阻值与待测电阻的关系，然后选择相应接法。
滑动变阻器的选取应当考虑其电阻值，若阻值比待测的电阻要小，就用分压接法；反之，若电阻比待测电阻阻值大，则限流接法。
若提供两个滑动变阻器，且均满足条件，则选择总电阻相对较小的，从而提高调节的灵敏度。
二、电学实验中滑动变阻器选取分类与例析
（一）伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用和选择
伏安法测电阻实验中，通过调节滑动变阻器的滑片改变电路中的电流，多取几组数据，求出在不同的滑动电阻中的回路电流，待测电阻的电流变化。
要求滑动变阻器的阻值满足对于待测电阻电流的改变，又要保护待测电阻处于安全电流下运行。
例如：选用比待测电阻大得多的滑动变阻器时，在高阻值端滑动时待测电阻两端电压变化很小。
若5Ω待测电阻用120Ω滑动变阻器，当滑动变阻器阻值在60Ω到120Ω之间变化时，待测电阻两端电压在电源电压的
1/25～1/13之间变化，数值的变化不明显，不利于测量。
若选取滑动变阻器电阻值远大于待测电阻时，则不能使用高阻值进行测量。
用低阻值端，较小的滑动距离也对应相对于待测电阻较大的电阻变化，导致精确调解无法做到。
然而，所选取的滑动变阻器电阻值接近待测电阻时，就可以实现精确调解，测量结果比较准确，具有说服力。
（二）伏安法测小灯泡电功率的实验中滑动变阻器的作用和选择
伏安法测小灯泡电功率实验中的滑动变阻器的作用是调节其滑片改变小灯泡两端电压和通过电流，测小灯泡的实际功率和额定功率。
要求选择滑动变阻器的阻值既能改变小灯泡两端的电压，又能保护小灯泡在安全电压下工作。
例：现在测定标有“3.6V，0.32A”灯泡正常发光时灯丝的功率，给你的器材如下：开关一只，导线若干，6V的电源，量程为0.6A、3A的电流表一只，量程为3V、15V的电压表一只，“5Ω，2A”和“10Ω，1A”滑动变阻器各一只，测量时电表示数必须超过所用量程的一半。
滑动变阻器的规格应选取择10Ω。
电流分析法：
1.测灯泡电阻的电路如下图：（这是最常用的两种测电阻电路）
2.通过“
3.6V；0.32A”得到的电阻是：11.25Ω。
3.电灯的额定电流是0.32A，所以电路中不能超过0.2A。
由欧姆定律可知，电压一定时，电阻存在最小值R，R=U/I=6V/0.32A=18.75Ω，R=R+R，则有18.75Ω=11.25Ω+R，R=7.5Ω。
滑动变阻器需要的最小电阻是7.5Ω，所以选择“10Ω，1A”滑动变阻器。
三、结语
电学实验是高中物理课程中的重要内容，也是强化学生动手实践能力的重点和难点。
电学实验教学的主要目的在于帮助学生学习电路设计、电路选择、仪器选择等方面知识，滑动变阻器的选取作为历来物理实验教学的难点，也是一项理论知识结合实践经验的重要过程，是学生应该掌握的基本技能，也是教学中的难点。
滑动变阻器的选用应当出于保护有效、调节方便的原则，同时注意到闭合开关前，滑片应置于阻值最大处，逐步缩小选择范围，剔除不合要求的选项。
这样，选择合理的滑动变阻器就是一个水到渠成的过程。
高中物理电学实验器材和电路的选择分析
⾼中物理电学实验器材和电路的选择分析2019-09-09摘要：电学实验是⾼中物理教学的重要环节，主要包括实验器材选择和实验电路选择两个部分。
依据安全、适⽤、⽅便、准确的基本原则，合理选择实验器材和电路。
在明确实验⽬的的基础上，按照实验⽅案和实验步骤完成具体的物理电学实验。
关键词：⾼中物理电学实验器材电路选择电学实验在⾼考中的占⽐不断增加，这就要求教师应更加有针对性地展开电学实验教学。
电学实验的基本要求就是保证器材的安全，在器材安全的基础上可供选择的实验器材有很多。
教师应根据实际教学要求，选择合理的实验器材和电路，这也是电学实验的重点。
⼀、基本原则1.安全原则安全原则是电学实验的基本原则之⼀。
安全原则就是在电学实验的进⾏中，要确保实验器材的安全，避免出现器材损坏及电路烧毁等问题。
在电学实验教学中，常见的安全问题主要包括电流表烧毁、电压表烧毁、接线柱接反、读数超量程等。
这些安全问题不仅会造成实验结果的不准确，还会导致器材的损坏，甚⾄危及实验⼈员的⼈⾝安全。
因此，在电学实验教学过程中，教师要明确强调安全原则，确保学⽣执⾏到位。
2.适⽤原则适⽤原则就是选择的器材或电路应确保实验的顺利进⾏，避免出现读数超量程等问题。
适⽤原则主要体现于器材选择和电路选择。
3.⽅便原则⽅便原则的出发点就是⽅便实验的顺利进⾏，即在安全原则和适⽤原则的基础上，合理选取实验器材和线路，尽量简化实验连线图。
⽅便原则主要体现在滑动变阻器、限流电路和分压电路的选择上。
4.准确原则准确原则就是电学实验的数据和结果应当尽量保持精准，最⼤程度地降低实验误差。
在物理电学实验中，准确原则也是其他类型实验的基本要求之⼀。
准确原则主要涉及实验器材选择的准确性和实验线路选择的准确性两个部分。
⼀般情况下，为了确保实验的准确性，可以根据电学实验给出的已知条件，对电流、电压等进⾏粗略估算，再根据估算结果选择适当的实验器材和电路。
⼆、电学实验器材选择1.电源电源是⾼中物理电学实验的关键器材，电源选择是否合理直接关系到实验的成功与否。
电学实验中如何选滑动变阻器
电学实验中如何选滑动变阻器
吕铭慧
【期刊名称】《中学生数理化（学研版）》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】电学部分在物理学中占重要地位，其中实验中的电路问题，综合运用了电学知识，同时在实验技能、仪器使用、逻辑推理、统筹安排、误差分析等方面对学生有较高要求．做这方面的题，既锻炼了学生的能力，也反映了学生的水平．此类题目成为近年来高考的出题热点，非常重要．滑动变阻器的选用和接法，是其中的重要环节．
【总页数】1页(P19-19)
【作者】吕铭慧
【作者单位】河南省新乡市七里营中学
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
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高中物理电学实验精品知识点总结
高中物理电学实验【知识梳理】一、描绘小灯泡的伏安特性曲线、伏安法测电阻、测量电阻的电阻率考虑：1）电压表、电流表的量程的选择；2）电流表的内外接；3）滑动变阻器的分压限、流接法：用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的；4）电流表的内外接产生误差的原因；5）游标卡尺与螺旋测微器读数：游标卡尺不估读，螺旋测微器估读；1、实验原理在纯电阻电路中，电阻两端的电压与通过电阻的电流是线性关系，但在实际电路中，由于各种因素的影响，U—I图像不再是一条直线。
读出若干组小灯泡的电压U和电流I，然后在坐标纸上以U为纵轴，以I为横轴画出U—I曲线。
2、实验步骤（1）、适当选择电流表，电压表的量程，采用电流表的外接法，按图中所示的原理电路图连接好实验电路图。
（2）、滑动变阻器采用分压接法，把滑动变阻器的滑动片调至滑动变阻器的A端，电路经检查无误后，闭合电键S。
（3）、改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开电键S ；（4）、在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I ，横轴表示电压U ，用平滑曲线将各点连接起来，便得到伏安特性曲线。
（5）、拆去实验线路，整理好实验器材。
3、注意事项（1）、因本实验要作出I —U 图线，，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；（2）、本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法； （3）、电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V ）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；（4）、电键闭合前变阻器滑片移到图中的A 端；（5）、坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。
连线一定用平滑的曲线，不能画成折线。
高中物理《电学实验器材和电路的选择》教学设计
高中物理《电学实验器材和电路的选择》教学设计电学实验器材和电路的选择一、教学目标1．并使学生掌控挑选器材和电路的通常原则。
2．使学生掌握选择电压表、电流表、滑动变阻器的方法。
3．使学生会选择电流表内外接法。
4．使学生会选用分压电路和制流电路。
5．培养学生实事求是的科学态度。
二、教学重难点分析1．教学重点：电流表内外接法的选择方法；分压、制流电路的选择方法。
2．教学难点：分压电路的连接。
三、教学过程设计一、选择器材和电路的一般原则在中学电学实验中，挑选器材和电路的原则就是：1．安全性原则。
2．精确性原则。
3．简便性原则。
安全性原则是指实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程，又不能超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值。
精确性原则就是所指在不能违背安全性原则的前提下，尽量并使测量结果更准确。
简便性原则是指在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便。
二、器材的选择下面我们用一个例题去表明如何挑选器材。
有一个电阻rx，其阻值大约是10ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值，可供选择的电路如图。
可以供选择的器材就是：电动势4.5v、内阻不计的电源e量程为5v、内阻10kω的电压表v1量程为3v、内阻6kω的电压表v2量程为300ma、内阻4ω的电流表a1量程为500ma、内阻2ω的电流表a2最小阻值20ω、额定电流1.5a的滑动变阻器r1最小阻值500ω、额定电流0.5a的滑动变阻器r2控制器和若干根导线。
思考问题：请问应选择哪些器材，以便测量待测电阻的值？1．电压表、电流表的选择因为电源的电动势就是4.5v，根据安全性原则，我们说实话量程仅3v的电压表v2，而必须挑选量程5v的电压表v1，同时，因试样电阻两端的电压最大值就是4.5v，所以用电压表v1测量时，可以存有很多数据少于电压表的半量程，这样结果较为准确，也合乎精确性原则。
因为测量时，最大电流为im=电流表a2。
电学实验中的滑动变阻器
２ 滑 动 变 阻器 的 分 压 接 法
如图 ２所示 电路 图 ， 电路 中滑 动变阻 器起 分 压 作用 ， 当滑 动变 阻器 的滑动 触头 Ｐ 自 口端 向 ｂ 端 滑动 时 ， 载上 电压 的范 围约为 ０ 负 一Ｅ， 显然 比 ． 滑 动变 阻器 限流 接法 时 ， 电压 调节 范 围大 ， 上 、 合 开 关前 滑片 应在 口端 ， 以使 负载 Ｒ 。上 的 电压 和
第２ ６卷 总 第 ３ ６期 ２ ２０ ０ ８年 第 １ Ｏ期 （ 下半 月）
物 理
教
学
探
讨
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ ６ １２ ． ２
ｙ ｉｓ ａ ｈｎ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｐｈ ｓｃ Ｔｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｆ
（ ） １ ． ０ ８ Ｘ ０ ２ ０
．４ ５．
（ 为了尽 量 减小 误 差 ， ２ ） 要求 测 多组 数 据 。 试 在 图 ４方框 中 画出符 合要 求 的实验 电路 图 。
设 计 出测量 Ｒ 的电路 原理 图 。
Ｄ Ｄ
流作 用 ， 载 Ｒ。 电压调节 范 围约 为 负 的
一
Ｅ。 合 上 开 关前 ， 使 滑 动 变 阻器 所 使 用 的 阻 在 要
解 析 因为 ＞ ， 以电流 表应采 用 外 所 ’ 瓜 ｘ 接 法 。 滑动 变阻器 用 限流接 法 ， 负载 Ｒ 若 则 的电
电流最 小 。
ＩＩ ３ 璺
例 ２ 某 电 压表 的内阻 在 ２ Ｋ１ ５ Ｋ１ ０ ２ ０ ２之 ・
间， 现要 测 量 其 内 阻 ， 实验 室 提 供下 列 可 选 用 的
器材 ： 、
待 测 电压表 Ｖ（ 量程 ３ Ｖ）
电流表 Ａ１ 量程 ２ ０ｔ （ ０￣ Ａ）
人教版高中物理《滑动变阻器》教学案例
滑动变阻器教学案例[教材分析]滑动变阻器具有多种用途和接线方法，高考物理实验试题中，多次重复考查滑动变阻器的两种接法——限流式与分压式，是高考实验类的重点和难点。
本节课是习题课教学，着重阐述这两种接法的特点和选择方法，结合高考题中出现的试题讲解，在题目中利用了现代教学工具——物理仿真实验室进行教学。
[学生分析]学生学习了伏安法测电阻，对电压表、电流表的内外接法的选择有了了解，但对其中所涉及到的滑动变阻器接法的知识没能很好的掌握，在一些题目中一般不加分析就选用分压式，而事实上选择何种方式接入电路有较高的技巧，学生应掌握这方面的知识，所以用一节课时对滑动变阻器接法进行讲解。
[教学目标]（一）知识教学点1、知道什么情况下选用分压式接法，什么情况下选用限流式接法。
2、能根据限流式与分压式的特点解决实际问题。
（二）能力训练点培养学生分析和解决问题的能力，会用滑动变阻器进行电路连接，选择正确的接法解决实际问题。
[重点、难点及突破方法]重点难点是分压式及在具体题目中讲解变阻器的接法的选取，突破方法在具体题目中利用了现代教学工具——物理仿真实验室进行教学，这样就避免了物理实验实际操作时间长、复杂、可观察性差的缺点，方便快捷，更好的完成教学目标。
[教学设计思想]（一）本节课重点是讲解变阻器的接法的选取，应在学生了解了变阻器的构造及四个接线柱的接法，改变滑片的位置怎样引起的电阻变化的基础上进行讲解（二）滑动变阻器有三种基本用途：1、保护电路：选定滑片位置，使加在负载、电压表、电流表、等电学元件上的电压以及流过它们和电源的电流在额定值之内；2、调节控制：改变滑片位置，使加在工作元件及工作电路上的电压和流过她们的电流在额定值内变化；3、变阻负载：作为能改变接入电路电阻的负载电阻往往兼具保、调节作用。
滑动变阻器在电路中主要起保护电路和调节控制作用，在教学中让学生了解变阻器的基本用途，这对学习接法的选取原则很重要。
（三）限流式与分压式的选择，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取. 安全性、精确性是考察的重点，利用物理仿真实验室进行教学，帮助学生理解。
滑动变阻器的选择口诀
滑动变阻器的选择口诀
一上一下，各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择下面的接线柱。
滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中。
重点注意选择“下面接线柱”，离开下变大，靠近下变小。
滑动变阻器简介
滑动变阻器是电路元件，它可以通过来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。
在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。
滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。
滑动变阻器的电阻丝绕在绝缘瓷筒上，电阻丝外面涂有绝缘漆。
滑动变阻器的作用
1、保护电路。
2、滑动变阻器在电路中可以作限流器用，也可以作分压器用。
3、改变电压。
探究欧姆定律时，起到改变与其串联的用电器两端电压的作用。
4、利用伏安法测电阻。
高中物理电学实验知识点总结
⾼中物理电学实验知识点总结1实验的考查内容（1）测定⾦属的电阻率（练习使⽤螺旋测微器）；（2）描绘⼩灯泡的伏安特性曲线；（3）测定电源的电动势和内阻；（4）练习使⽤多⽤电表；（5）传感器的简单使⽤；（6）设计型实验。
2电学实验命题⾛向（1）给定条件，进⾏实验设计;（2）给定测量数据，选择处理⽅法;（3）给定原理、器材，设计实验⽅案;（4）给出实验过程情景，判断过程、⽅法的合理性。
3电学实验的基础和核⼼（1）伏安法测电阻“外接法”的系统误差是由电压表的分流引起的，电阻测量值总⼩于真实值，⼩电阻应采⽤外接法，可记为“外⼩⼩”。
“内接法”的系统误差是由电流表的分压引起的，电阻测量值总⼤于真实值，⼤电阻应采⽤内接法，可记为“内⼤⼤”（2）滑动变阻器的连接（限流法/分压法）分压接法时，题中常出现这样的字眼：要求电压从零开始调节，或是要求测量尽可能精确等被测电阻上电压的调节范围⼤。
⽤分压接法时，滑动变阻器应该选⽤阻值⼩的；⽤限流接法时，滑动变阻器应该选⽤阻值和被测电阻接近的。
（3）其他常⽤测电阻⽅法①内阻已知的电流表、电压表可看成能读出它们电流、电压⼤⼩的电阻来使⽤；②电流表可通过串联定值电阻来扩⼤量程，当成⼤量程电流表来使⽤；也可以并联定值⼩电阻来当成电压表来使⽤。
③替代法测电阻④半偏法测电阻4选取电学仪器和实验电路安全：在电流表和电压表测量值不超量程,滑动变阻器、电源中通过的电流⼩于额定电（1）安全流。
解决⽅法是依据欧姆定律算出实验电路调节中过程的电流范围，再和某器材的最⼤电压和给定值进⾏选择。
（2）⽅便⽅便：便于操作。
主要是对滑动变阻器、电压表、电流表的选择。
解决⽅法是要根据⽤电器分流、分压、限流等不同⽤途，采⽤正确的连接，能够既得到满⾜实验要求的电压范围，同时调节时电压表现为线性稳定变化。
准确：选择的仪器使实验误差尽量⼩，电流表、电压表量程的选择原则是使指针指在满刻（3）准确度的2/3以上，欧姆表量程的选择的原则是应使指针指在中⼼刻度附近。