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巧判滑动变阻器连入电路中的电阻变大变小

(2012-09-02 21:25:15)
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杂谈

滑动变阻器是初中物理实验中的一个重要器材,在电学实验中有着广泛的应用。通常情况下,多数学生学习了《变阻器》后,不能很好地解决相关滑动变阻器的问题,主要原因是不能很好地判断左右移动滑片P后,连入电路中的电阻大小变化。滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中电阻线长度来改变电路中的电阻,从而改变电阻中的电流。由此可知:判断左右移动滑片P后连入电路中电阻大小变化的关键是懂得判断左右移动滑片P后连入电路中电阻线长短变化。依笔者多年教学经验总结,笔者认为通过在电流流过的电阻线下加画横线对比长短能够很好地解决这个问题。下面谈谈笔者的的做法:

以滑动变阻器的结构示意图(如右图1)来分析,其中CD代表金属棒(金 属棒的电阻非常小,当作为“ 0”,所以要明确,CD部分连入电路中的长短不会改变滑动变阻器连入电路的电阻),AB代表绕在瓷筒上的电阻线,P为滑片,ABCD为四个接线柱。在家都知道滑动变阻器的接法,不能同时接“上 ”,也不能同时接“下”,必须一上一下接,只有ACADBCBD等四种接法,而且ACAD的接法等效;BCBD的接法等效。所以笔者通过电流路径来分析其中ACBD这二种接法,左右移动滑片P 时连入电路中电阻大小变化情况。当接AC时 如图2所示,设电流从A端流入从C端流出,则电流流过AP这段电阻线,然后在AP这段电阻线下画一横线用AP表示。当滑片P向右移时,由电流路径可知,此时电流流过电阻线AP1,也在AP1这段电阻线下画一横虚线用AP1表示。这样通过对比APAP1的长度就明显可知APAP1,即接入的电阻线变长则电阻变大。当滑片P向左移时,如图3所示,同理可得:APAP2即接入的电阻线变短则电阻变小。

当接BD时,如图4所示,设电流从B端流入从D端流出则电流流过BP这段电阻线,然后在BP这段电阻线下画一横线用BP表示。当滑片P向右移时,由电流路径可知,此时电流流过电阻线为BP3段,也在BP3这段电阻线下画一横虚线用BP3表示。这样通过对比BPBP3的长度就明显可知BPBP3,即接入的电阻线变短则电阻变小。当滑片P向左移时,如图5所示,同理可得:BPBP4即接入的电阻线变长则电阻变大。

当滑动变阻器以电路图形式出现时,判断移动滑片P后,连入电路中电阻大小就更容易。如图6所示,设电流从左端流入从右端流出,由电流的流向可知,连入电路中的电阻线为AP。当滑片P向右移时,如图7所示,连入电路中的电阻线为AP5,通过对比很明显,AP5AP,即接入的电阻线变长则电阻变大;当滑片P向右移时,如图8所示,此时连入电路中的电阻线为AP6,通过对比也很清楚,APAP6,即接入的电阻线变短则电阻变小。

 

由以上分析可知,通过在电流流过滑动变阻的电阻线下加画横线来对比长短,从而使电阻变大、变小有具体的感性认识,这样便于学生灵活分析相关滑动变阻器电阻变大变小的问题。同时,我们也可以发现:滑动变阻的实物图中ACADBCBD等四种接法,当接ACAD时,滑片PA接线柱越近连入电路中电阻越小,滑片PA接线柱越远连入电路中电阻越大;当接BCBD时,滑片PB接线柱越近连入电路中电阻越小,滑片PB接线柱越远连入电路中电阻越大。这个结论应在学生比较熟练的分析情况下,引导学生分析得出,这样学生才会灵活运用。

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