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滑动变阻器的两种接法比较和选择

知识要点
一、滑动变阻器的两种连接方式
如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法．
二、两种电路的比较

负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻）
负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻）
相同条件下电路消耗的总功率
限流接法
E≤UL≤E
≤IL≤
EIL
分压接法
0≤UL≤E
0≤IL≤
E（IL＋Iap）
比较
分压电路调节范围较大
分压电路调节范围较大
限流电路能耗较小
1.从调节范围上比较
分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R0无关。
2.从方便调节的角度比较
其中，在限流电路中，通RL的电流IL=，当R0＞RL时IL主要取决于R0的变化，当R0＜RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0<<RL时，无论怎样改变R0的大小，也不会使IL有较大变化．即R0越大，电流、电压变化范围越大; R0越小，电流、电压变化范围越小.
在分压电路中，并联电路电阻比小的那个还小，当R0>>RL时，R并≈RL，所以RL两端电压随R0增大而增大，几乎不受负载影响。当RL比R0小或小很多时，R并≈R0这时几乎不受影响，不宜采用分压电路。
归纳为：大负载 R0>RL时，分压电路 小负载 R0<RL时，限流电路
大载分压小限流
3.从两电路连线和节能角度比较
从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。
从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EIL），分压电路耗能大（E（IL＋Iap））。
三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取．
（1）下列三种情况必须选用分压式接法
①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法．
②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b）连接时，因RL>>R0＞Rap，所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=·Rap，显然UL∝Rap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作．
③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法．
（2）下列情况可选用限流式接法
①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法．
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法．
③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法．

典型例题
【例1】如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：

+
-

A．待测电阻Rx（约100Ω）
B.直流毫安表（量程0-10mA,内阻50Ω）
C.直流电压表（量程0-3V,内阻5KΩ）
D.直流电源（输出电压4V，内阻不计）
F．滑动变阻器（阻值范围0-15Ω，允许最大电流1A）
根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。