滑動變阻器在初中物理電學實驗中的研究

沈孝鵬

摘 要：在一個電路中，滑動變阻器的作用在于可以將電路中的電阻加以改變，這樣就可以將其中的電流和電壓加以調節(jié)，這在我國的中學物理教學中一直以來都是一項重要的內容。本文針對滑動變阻器在初中物理課堂中的應用進行了分析，希望可以給相關課堂教學工作的開展提供一些參考。

關鍵詞：滑動變阻器;初中物理;電學實驗

在初中物理電學實驗中，滑動變阻器有許多應用，從而讓課堂的效率可以大大提高。學生在了解了滑動變阻器的結構和功能后，需要熟練的使用滑動變阻器，并且要會選擇最為合適的設備，正確的連接好電路，來開展實驗。但是如果想要了解其在電路中所起到的作用，還要結合不同的實驗，才能讓其用途更好地讓學生掌握。

一、滑動變阻器在研究電流、電壓和電阻之間的關系時的作用

我們現(xiàn)在已經知道，滑動變阻器在實驗當中可以改變電路中的電阻和電流，經由這些改變，就可以找到其中的相關規(guī)律。目前已經知道U=IR、I=U/R等公式，但是這些公式是如何求得的呢？我們可以運用滑動變阻器，來歸納得出電流和電壓之間的關系。

在電阻恒定時，電流和電壓之間的關系是成正比，而相反，如果電壓恒定，那么其電流和電阻之間的關系則成反比。在上述兩個問題中，如果我們想要恒定電阻，那么可以選用定值電阻，但是如何保證電壓的恒定呢？根據串聯(lián)電路電阻的分壓規(guī)則，我們可以利用滑動變阻器來滿足于這種需求，當定值電阻R更換時，電阻R兩側的電壓也會出現(xiàn)變化，我們就需要改變滑動變阻器的電阻，從而改變其分得的電壓，而使定值電阻R分得的電壓保持不變。這樣就可以多次改變定值電阻阻值，調整滑動變阻器來實現(xiàn)定值電阻的兩端的電壓不變，在多次反復實驗當中，找出相應的規(guī)律，給教學提供便利。

二、滑動變阻器在測量小燈泡額定功率實驗中的作用

在測定小燈泡額定功率實驗時，應將電流表串聯(lián)接入，將電壓表并聯(lián)接在小燈泡的兩側，這樣可以測得通過小燈泡的電流和小燈泡兩側的電壓，同時將滑動變阻器串聯(lián)接入，這樣調節(jié)滑動變阻器的電阻值就可以將燈泡兩側的電壓進行改變，同時通過小燈泡的電流也會隨之改變。根據電功率的計算公式：P=UI，利用某一時刻電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)就能求得小燈泡的電功率，隨著滑動變阻器將小燈泡的電流及其兩端的電壓變化，我們可以多次測得小燈泡的電功率。當實際電壓小于額定電壓時，實際功率小于額定功率，當實際電壓等于額定電壓時，實際功率等于額定功率，實際電壓大于額定電壓時，實際功率大于額定功率，此時可能燒壞小燈泡。在這個實驗中，巧妙的利用了滑動變阻器可以通過改變電阻，從而改變串聯(lián)接入的小燈泡兩端電壓的特點，揭示了實際電壓和額定功率之間的關系，只有當實際電壓等于額定電壓時，此時功率才等于額定功率。

三、滑動變阻器在調節(jié)小燈泡的亮滅時的應用

運用滑動變阻器，可以實現(xiàn)對小燈泡亮度的調節(jié)實驗，但是很多學生認為這個實驗的內容很難，其中的知識也較為難懂，所以可以在實驗開始之前首先提出下列猜想：第一，將小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)到同一個電路中，使用滑動變阻器來調節(jié)電流，這樣就可以調節(jié)燈泡的亮度，可使我們知道滑動變阻器就可以改變電路中的電流，進而調節(jié)燈泡的亮度。其次，這個實驗雖然可以調節(jié)燈泡的亮度，但是并不能完全熄滅燈泡，所以還要研究一下滑動變阻器。在滑動變阻器的下方是有兩個接線柱的，怎樣接入電路中，能決定電阻絲連入的是一個還是兩個。我們可以把電阻分成兩部分，一部分與小燈泡串聯(lián)，一部分與小燈泡并聯(lián)，這樣接入到電路中，通過滑動滑動變阻器滑片，使與小燈泡并聯(lián)的電阻變小，實現(xiàn)分壓變小，燈泡變暗，滑倒最頂端使燈泡就熄滅了。在這個實驗中，滑動變阻器不僅改變了通過的電流，還控制了小燈泡兩端的電壓，使其變?yōu)榱?，小燈泡兩端沒有了電壓，也就沒有了電流，肯定就會熄滅。這是巧妙地運用了滑動變阻器的組織結構和連接方式的不同來實現(xiàn)的，可謂妙哉。

四、其他作用

在電學實驗中有測電阻的實驗，滑動變阻器在此實驗中的作用主要有：（1）保護電路。（2）改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流，多次求得電阻，取平均值減小誤差。還有研究電流與電壓的關系的實驗，與研究電流與電阻的實驗幾乎一樣，只是滑動變阻器的作用不同而已，在這個實驗中的作用是改變電阻兩端的電壓。

五、總結

電阻這項內容在我國初中物理教學體系當中的地位非常重要，和先前的電壓和電流內容相比，知識更加深入，難度更大。但是如果我們掌握了其作用和原理，就可以讓學生更加容易理解相關內容。

參考文獻：

[1]朱立.初中物理實驗有效教學的幾點思考[J]. 科普童話：新課堂， 2016（24）.

基金項目：

論文來源：《課程教育研究》 2019年18期