滑动电阻器

    音响上调节音量大小的旋钮；台灯上调节灯光亮度的旋钮；电脑上调节显示器亮暗的旋钮；调节电烫斗的温度的旋钮，另外，汽车上的油量表，过磅称的称重仪等都利用了滑动变阻器。

    滑动变阻器在电路中的作用

    (1)保护电路，即连接好电路，开关闭合前，应调节滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路部分的电阻。

    (2)通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体(用电器)两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：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。

    另外，日常生活中我们经常用到旋钮型变阻器，能够调整音量的电位器，调节台灯亮度的旋钮等等，它们的工作原理都是与滑动变阻器的工作原理类似。

    欧姆定律

    一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。

    欧姆定律的公式：I=U/R（I：电流 单位：A； U：电压 单位：V； R：电阻 单位：Ω）。

    保持电阻不变时，电流和电压成正比

    保持电压不变时，电流跟电阻成反比

    实验器材

    实验前取滑动变阻器（20Ω/0.5A）、直流电流表、直流电压表、直流电源（6伏）、电阻箱（0－9999Ω）、开关、直尺各1个备用。

    方法与要求

    1．按图（一）3．53－1连接好串联电路，分别取负载电阻R为2欧，200欧，2000欧，实验时将滑线变阻器的阻值从逐次调小，记录各次中滑动变阻器滑臂触头离开起点的距离L及通过负载的电流强度I，作出I－L图象。

    2．按图（一）3．53－2所示的分压电路接线。分别取负载电阻R为2欧，200欧，2000欧进行实验，使分压器输出电压从零开始，逐步移动滑臂，记录滑臂移动距离L和输出电压U，作出U－L图象。

    根据你作出的图象，描述负载电阻对输出特性的影响。并应用串、并联电路的原理分析实验的结果。

    实验后思考下列问题：

    1．比较使用分压器和限流器时输出电压的调节范围。

    2．当负载电阻R比较大时，采用什么样的电路，输出电压随滑臂移动距离的线性较好，且变化率较大？

    3．在负载电阻较小时，为了在输出低电压段获得较精细的调节，可使用何种电路？

    4．当负载电阻R较大时，为了获得较大范围的输出电压，而又能做到比较精细调节，可采用何种电路？

    提示与答案

    这里用表格将限流器和分压器的电路特点作一比较。表格中R为负载电阻，r0为滑动变阻器的电阻，r为滑动变阻器连入电路的限流电阻或分压电阻。

    不同负载时，限流器连接电路的I－l图象和分压器电路U－l图象如图（二）3．53－1所示。

    从以上分析和实验图象可以看出：

    （1）使用分压器有较大的输出电压调节范围0－E，采用限流器的输出电压调节范围是：R/（r0+R）·（E－E），r0越小调节范围越小。

    （2）当负载电阻较大时，采用分压器的输出线性较好。

    （3）在既要求较大的电压调节范围，又要示易于实现精细的微调的情况下，可以同时采用两种电路，如图（二）3．53－2协同调节R1和R2，可以取得较好的效果。

    甲图就是较典型的，但不太全，还应在R上串联电流表，电压表与R并联

    当R的阻值>电流表、电压表内阻之积时，电压表接在R和电流表两端（电流表内接）

    当R的阻值<电流表、电压表内阻之积时，电压表接在R两端（电流表外接）

    当R的阻值=电流表，两种接法都可以

    能改变电阻值的电阻

    改变滑动变阻器阻值的东西叫做滑片，

    滑动变阻器的电阻丝一般是熔点高，电阻大的镍铬合金 。

    接入电路的方法是“一上一下”，同上电阻太小，可能会因为电流太大而烧坏电路；同下的话，电阻太大且起不到变阻的作用。

    滑动变阻器一般起保护电路的作用，和改变电路中电流电压的作用。

    变阻器还有几种，除了刚刚说的这种还有一种变阻箱，变阻箱主要靠的就是读数，这个你把数字看清楚点就行了。

    在闭合电路前应将滑片移到阻值处。

    滑动变阻器在电路中可以作限流器用，也可以作分压器用。在确保安全的条件下，如何选用这两种不同的形式，是由电路中的需要来决定的。

    限流式

    以下情况可选用限流式接法：

    ①待测用电器电阻接近滑动变阻器电阻（也可选用分压式接法）。

    ②简化电路，节约能源。

    以下情况必须使用分压式接法：①待测用电器电阻远大于或远小于滑动变阻器电阻。②实验要求待测用电器电流及其两端电压可以由0开始连续变化（例如测小灯泡的伏安特性曲线）。③实验要求待测用电器电流及其两端电压可变范围较大。④采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程。

    串分压公式：U1/U2=R1/R2

    并分流公式：I 1/I 2=R2/R1

    在一个并联电路中，电路中总电阻的倒数等于各支路上电阻的倒数之和。

    公式为：R串=R1+R2+R3+..........+Rn

    公式为：1/R并=1/R1+1/R2+...........+1/Rn

    实验室接法

    学生实验用滑动变阻器(B上的蓝色旋钮为D点)

    学生实验用滑动变阻器(B上的蓝色旋钮为D点)

    连接的方法有6种，分别为AB、AC、AD、BD、BC、CD

    其中只有AC，AD，BD，BC这四种方法，也就是所谓的“一上一下”，可以改变阻值。

    剩下的两种不能改变阻值。

    具体情况如下：

    1.当导线接AC时，滑片P向左移动时电阻变小，电流变大。当滑片P向右移动时，电阻变大，电流变小。接AD相同。

    2.当导线接BD时，滑片P向左移动时电阻变大，电流变小。当滑片P向右移动时，电阻变小，电流变大。导线接BC相同。

    3.当导线接CD时，这时的电阻几乎为0，电流十分大。同时电阻的阻值不可以通过移动滑片P来改变，所以这时变阻器就相当于一根导线。另外，如果这样直接接到电源上，就会发生短路。

    4.当导线接AB时。这时的电阻是的，那么通过的电流也很小。同时电阻的阻值也不可以通过移动滑片P来改变，也相当于一个定值电阻。

    电器中的功能

    可变式电阻器一般称为电位器，从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状；从结构上分有直滑式、旋转式、带开关式、带紧锁装置式、多连式、多圈式、微调式和无接触式等多种形式；从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻体材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时，其相应的阻值依旋转角度而变化。变化规律有三种不同形式.

    X型为直线型，其阻值按角度均匀变化。它适于作分压、调节电流等用。如在电视机中作场频调整。

    Z型为指数型，其阻值按旋转角度依指数关系变化（阻值变化开始缓慢，以后变快），它普遍使用在音量调节电路里。由于人耳对声音响度的听觉特性是接近于对数关系的，当音量从零开始逐渐变大的一段过程中，人耳对音量变化的听觉最灵敏，当音量大到一定程度后，人耳听觉逐渐变迟钝。所以音量调整一般采用指数式电位器，使声音变化听起来显得平稳、舒适。

    D型为对数型，其阻值按旋转角度依对数关系变化（即阻值变化开始快，以后缓慢），这种方式多用于仪器设备的特殊调节。在电视机中采用这种电位器调整黑白对比度，可使对比度更加适宜。

    电路中进行一般调节时，采用价格低廉的碳膜电位器；在进行精确调节时，宜采用多圈电位器或精密电位器。

    滑动变阻器电阻丝的材料一般为铜丝或镍铬合金丝，将康铜丝或镍铬合金丝绕制在绝缘筒上，两端用引线引出，变阻器的滑片接触电阻丝并可调节到两端的距离，从而改变金属杆到电阻丝两端的电阻，这就组成了滑动变阻器。还有就是用电阻材料（比如碳质材料）“镀”在绝缘基板上，由中间的滑片来调节电阻的滑动变阻器。

    （1）保护电路。

    （2）通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流的大小和方向，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：“一上一下，重点在下”，金属杆和电阻丝各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择电阻丝的两个接线柱。

    （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，依据是欧姆定律的变形公式：

    滑动变阻器是电学中常用器件之一，它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的，从而逐渐改变电路中的电流的大小。滑动变阻器的电阻丝一般是熔点高，电阻大的镍铬合金，金属杆一般是电阻小的金属，所以当电阻横截面积一定时，电阻丝越长，电阻越大，电阻丝越短，电阻越小。