變阻器的分壓式接法中，該選擇總阻值為多少的變阻器呢

摘 要：普通高中物理新課程標準明確指出，在物理教學中要“突出物理學科特點，發揮實驗在物理教學中的重要作用。在進行學生實驗時，應該讓學生在明確實驗目的，理解實驗原理的前提下獨立操作實驗。”根據這一要求，著重分析電學實驗中控制電路兩種連接方式中分壓式接法的變阻器的選取。

關鍵詞：滑動變阻器；分壓式接法；控制電路

所謂“分壓式電路”，即讓控制電路與滑動變阻器的一部分電阻并聯，通過滑動變阻器的滑片來改變與控制電路并聯部分電阻的阻值，從而改變控制電路的電壓的一種電路連接方式。

電路圖如圖所示。則由電路可以看出，若P在a端，燈泡電壓U=0；P向右滑動的過程中，U逐漸增大；當P在b端時，U=E。不難看出，燈泡L兩端電壓的變化范圍在0～E之間。如果燈泡L的額定電壓為U0，則L兩端電壓在0～U0之間。

與限流式接法相比，分壓式接法中，控制電路的電壓調節范圍更大。這樣就能取得更多組測量數據，以減小誤差，所以，分壓式接法用得更多。下列幾種情況必須選用分壓接法。

1.要求被控制電路的電流（或電壓）從零開始可連續調節時（如：測定導體的伏安特性曲線等電路）；

2.被控制電路的電阻R遠大于滑動變阻器的最大值R0時；

3.實驗要求的電壓變化范圍較大時（或要求測量多組數據）；

4.若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過電表或電器的額定值時。

以上內容對何時選取分壓式接法已經作了明確的表述，而且類似的內容在各種資料上也不難找到，但是對于應該選擇怎樣的滑動變阻器，到底該選擇總阻值大的還是小的，為什么？各大參考資料上卻不詳談，只用寥寥幾個字，一筆帶過，因為想要把這個問題表述清楚，并非易事！這樣就給廣大師生在理解上帶來了不少麻煩。

本文就是著眼于此，做了如下的研究。

本文主要是研究變阻器的接法，不研究電流表的內外接法，所以不妨把電表都看作理想電表，于是，控制電路的阻值就是燈泡的電阻RL。把滑動變阻器左半部分的電阻記為R左，右半部分的電阻R右，根據串并聯電路的知識可知，上面分壓式電路為【（RL并聯R左）串聯R右】，根據串聯電路的特點，各電阻所得的電壓與電阻值成正比，可求得并聯部分的電壓為

下面利用控制變量法，控制燈泡的阻值不變，通過改變滑動變阻器的總阻值，然后滑動變阻器的滑片P來改變控制電路的電壓，當R左不同時，得到不一樣的U并，描點作圖，得出規律。

在上述“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗電路圖中，設電源電動勢為E=10V，小燈泡的阻值RL約為10Ω，滑動變阻器的總長度為l=10cm，aP長度為x（0≤x≤l），則R左=·R，R為滑動變阻器的總阻值。

①當R=0.01Ω時，所測數據如下表所示：

同理，可以求出②當R=1Ω時，③當R=10Ω時，④當R=100Ω時，⑤當R=10kΩ時，各組數據。

把上面各組數據，在同一坐標系里面描點作圖，得到如下圖曲線。

對比各條圖線可知：當RRL時，R值越大，越彎曲，表明U隨x的變化越不均勻。分壓式接法的優勢即在于控制電路能夠取得足夠大的電壓范圍，能取得盡可能多組數據，從而最大限度地減小誤差，如果像圖中圖線⑤這樣，能夠取得的有效數據非常少，完全沒有了分壓式接法的優勢了。

根據圖線可得出結論：當R>10RL時，已經沒有了分壓式接法的優勢了；當R<10RL時，可以取得比較多的有效的數據，尤其當R≤RL時，U隨X接近作線性變化。所以，利用分壓式接法時，在條件允許的情況下，應當選擇R≤RL的變阻器，這樣能盡可能的減小誤差，更能體現分壓式接法的優越性！

總之，本文針對學生在學習變阻器的分壓式接法的過程中，對比較難于理解，而課本及相關參考資料又未作詳細解釋的地方展開了討論。對應該要選擇怎么樣的滑動阻器的問題，進行了研究分析，通過描點作圖、比較分析得出了結論。希望能給讀者帶來些許幫助，不到之處還請批評指正。

參考文獻：

趙慶金.電學實驗中滑動變阻器兩種連接方式的選擇[J].數理化學習：高中版，2011（10）.

作者簡介：周冬林，男，碩士，就職于廣西壯族自治區南寧二中，研究方向：理論物理。