滑动变阻器在初中物理电学实验中的研究

发布时间:2019-06-26  点击量:

作者:尹原
  【摘要】在一个电路中,滑动变阻器的作用在于可以将电路中的电阻加以改变,这样就可以将其中的电流和电压加以调节,这在我国的中学物理教学中一直以来都是一项重要的内容。本文针对滑动变阻器在初中物理课堂中的应用进行了分析,希望可以给相关课堂教学工作的开展提供一些参考。
  【关键词】滑动变阻器  初中物理  电学实验
  【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)18-0178-01
  在初中物理电学实验中,滑动变阻器有许多应用,从而让课堂的效率可以大大提高。学生在了解了滑动变阻器的结构和功能后,需要熟练的使用滑动变阻器,并且要会选择最为合适的设备,正确的连接好电路,来开展实验。但是如果想要了解其在电路中所起到的作用,还要结合不同的实验,才能让其用途更好地让学生掌握。
  一、滑动变阻器在研究电流、电压和电阻之间的关系时的作用
  我们现在已经知道,滑动变阻器在实验当中可以改变电路中的电阻和电流,经由这些改变,就可以找到其中的相关规律。目前已经知道U=IR、I=U/R等公式,但是这些公式是如何求得的呢?我们可以运用滑动变阻器,来归纳得出电流和电压之间的关系。
  在電阻恒定时,电流和电压之间的关系是成正比,而相反,如果电压恒定,那么其电流和电阻之间的关系则成反比。在上述两个问题中,如果我们想要恒定电阻,那么可以选用定值电阻,但是如何保证电压的恒定呢?根据串联电路电阻的分压规则,我们可以利用滑动变阻器来满足于这种需求,当定值电阻R更换时,电阻R两侧的电压也会出现变化,我们就需要改变滑动变阻器的电阻,从而改变其分得的电压,而使定值电阻R分得的电压保持不变。这样就可以多次改变定值电阻阻值,调整滑动变阻器来实现定值电阻的两端的电压不变,在多次反复实验当中,找出相应的规律,给教学提供便利。
  二、滑动变阻器在测量小灯泡额定功率实验中的作用
  在测定小灯泡额定功率实验时,应将电流表串联接入,将电压表并联接在小灯泡的两侧,这样可以测得通过小灯泡的电流和小灯泡两侧的电压,同时将滑动变阻器串联接入,这样调节滑动变阻器的电阻值就可以将灯泡两侧的电压进行改变,同时通过小灯泡的电流也会随之改变。根据电功率的计算公式:P=UI,利用某一时刻电流表示数和电压表示数就能求得小灯泡的电功率,随着滑动变阻器将小灯泡的电流及其两端的电压变化,我们可以多次测得小灯泡的电功率。当实际电压小于额定电压时,实际功率小于额定功率,当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率,实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,此时可能烧坏小灯泡。在这个实验中,巧妙的利用了滑动变阻器可以通过改变电阻,从而改变串联接入的小灯泡两端电压的特点,揭示了实际电压和额定功率之间的关系,只有当实际电压等于额定电压时,此时功率才等于额定功率。
  三、滑动变阻器在调节小灯泡的亮灭时的应用
  运用滑动变阻器,可以实现对小灯泡亮度的调节实验,但是很多学生认为这个实验的内容很难,其中的知识也较为难懂,所以可以在实验开始之前首先提出下列猜想:第一,将小灯泡和滑动变阻器串联到同一个电路中,使用滑动变阻器来调节电流,这样就可以调节灯泡的亮度,可使我们知道滑动变阻器就可以改变电路中的电流,进而调节灯泡的亮度。其次,这个实验虽然可以调节灯泡的亮度,但是并不能完全熄灭灯泡,所以还要研究一下滑动变阻器。在滑动变阻器的下方是有两个接线柱的,怎样接入电路中,能决定电阻丝连入的是一个还是两个。我们可以把电阻分成两部分,一部分与小灯泡串联,一部分与小灯泡并联,这样接入到电路中,通过滑动滑动变阻器滑片,使与小灯泡并联的电阻变小,实现分压变小,灯泡变暗,滑倒最顶端使灯泡就熄灭了。在这个实验中,滑动变阻器不仅改变了通过的电流,还控制了小灯泡两端的电压,使其变为零,小灯泡两端没有了电压,也就没有了电流,肯定就会熄灭。这是巧妙地运用了滑动变阻器的组织结构和连接方式的不同来实现的,可谓妙哉。
  四、其他作用
  在电学实验中有测电阻的实验,滑动变阻器在此实验中的作用主要有:(1)保护电路。(2)改变定值电阻两端的电压和通过的电流,多次求得电阻,取平均值减小误差。还有研究电流与电压的关系的实验,与研究电流与电阻的实验几乎一样,只是滑动变阻器的作用不同而已,在这个实验中的作用是改变电阻两端的电压。
  五、总结
  电阻这项内容在我国初中物理教学体系当中的地位非常重要,和先前的电压和电流内容相比,知识更加深入,难度更大。但是如果我们掌握了其作用和原理,就可以让学生更加容易理解相关内容。
  参考文献:
  [1]朱立.初中物理实验有效教学的几点思考[J]. 科普童话:新课堂, 2016(24).

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