变阻器是电路中的一种重要元件,初中物理涉及到的变阻器主要有:滑动变阻器、电阻箱及各种特性电阻(如气敏电阻、热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等),由于变阻器在使用过程中连入电路中的电阻发生了变化,使得电路中的电流等也随之改变,这样学生在分析电路的过程中就会变得更加困难,下面我们主要介绍滑动变阻器的原理及连接方式等,帮助同学们更好地了解滑动变阻器。

滑动变阻器是怎样改变其连入电路中电阻大小的呢?怎样连接才是正确的呢?将一滑动变阻器如图1所示接入电路中,我们来分析此滑动变阻器是如何改变其连入电路中的电阻,当把开关闭合后,滑动变阻器中的电流方向如箭头所示,仔细观察滑动变阻器的电阻丝,此时,滑片与左下接线柱之间的电阻丝被连入电路,当滑片向左滑动时,其连入电路中电阻丝的长度将变短,从影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积可知,当其它条件不变时,长度越短其电阻就越小,所以其连入电路中的电阻就将变小,反之,其连入电路中的电阻将变大,如图2所示将上接线柱改到左边,则滑片向左移其连入电路中的电阻将如何改变?从变阻器中的电流方向可知,答案是与图1一样,因为电阻丝连入电路中的部分未变,仍然是滑片的左边电阻丝连入了电路。



我们再来改变滑动变阻器的下接线柱看看,当闭合开关时,滑动变阻器中电流方向如图3箭头所示,此时,滑片与右下接线柱之间的电阻丝被接入电路,当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻丝的长度将变短,从决定电阻大小的因素看,此时滑动变阻器连入电路中的电阻将变小,当只改变上接线柱的位置时,如图4所示,由于滑动变阻器连入电路中的那部分电阻丝未变,所以,效果与图3是一样的。



当将滑动变阻器的两个上接线柱同时接入电路中时,情况会是怎样的呢?如图6所示,当开关闭合后,由滑动变阻器中的电流方向可知,此时,滑动变阻器的电阻丝未接入电路,移动滑片将不能改变其连入电路中的电阻,可以认为此时其连入电路中的电阻为0;当如图5所示连入电路时,此时滑动变阻器的整个电阻丝都被连入电路,整根电阻丝的电阻有多大则连入电路的电阻就是多大,也就是说这样连接相当于一个定值电阻,且移动滑片将不能改变其连入电路中的电阻。



由以上六种连接方式可知:

1.滑动变阻器要改变其连入电路中的电阻,则电流必须流经滑片才能实现;

2.滑动变阻器是通过改变其连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻的;

3.滑动变阻器要“一上一下”的方式接入电路中;

4.对标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器,如果两个上接线柱同时被接入电路中时,其接入电路中的电阻为0Ω,如果两个下接线柱同时被接入电路中时,其接入电路中的电阻相当于一个20Ω的定值电阻;

5.根据串、并联电路中的特点可知,要改变某段电路中的电流大小,须将滑动变阻器串联在此电路中。

6.由图1-4可知,滑动变阻器的上接线柱不影响其电阻的改变,其连入电路中的电阻如何改变,主要是观察滑片与下线柱的位置,符合:“近小远大”的特点,即滑片离下接线越远,则其连入电路中的电阻就越大,反之会越小,

总结:

1.滑动变阻器的原理:通过改变其连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的;

2.滑动变阻器的连接方式:串联且“一上一下”。

3.滑动变阻器改变连入电路中的电阻的特点符合“近小远大”,即滑片离被接入电路中的下接线越远,则其连入电路中的电阻就越大,滑片离被接入电路中的下接线柱越近,则其连入电路中的电阻就越小。