滑动变阻器的非常规用法探析

吴同华;张辉霞

【摘 要】在滑动变阻器使用方法上打破常规,加以创新,使其功能由制流与分压拓展为分压、降压、转变极性、变直流为交流、替代开关和充当多用电源. 【期刊名称】《物理通报》 【年(卷),期】2010(000)006 【总页数】2页(P40-41)

【关键词】滑动变阻器;非常规用法;功能 【作 者】吴同华;张辉霞

【作者单位】牡丹江师范学院物理与电子工程学院,黑龙江,牡丹江,157012;江苏工业学院数理学院,江苏,常州,2131 【正文语种】中 文

滑动变阻器，在中学物理电学实验和大学物理电学实验中，均是一种常用的仪器，其常规作用通常是用以制流或分压(图1，2). 图1 制流电路 图2 分压电路

无论是制流还是分压，滑动变阻器都是通过滑片(图中C)移动改变滑片与接点之间电阻的大小来实现，而且这种变化是单向的、连续的.我们知道，当滑动变阻器起分压作用时，其对外电路的电压调节可以非常容易的做到从零 到E或从E到零 的

单向连续变化.如果将其作为外电路的电源考虑，则此电源的正负两极的极性从电路连接完毕的那一刻起就已经是确定的了，虽然电源电动势的大小可调，然而正负两极的极性在不改变电路连接方式的情况时，却是固定不变的.

实验中，笔者根据滑动变阻器的结构特点和工作原理，在滑片的移动路径中点O处(即电阻丝的中点)设置一个新的接线“柱”(严格说应该是接线点)，引出一条导线OM，这样，通过导线OM与连接滑片的导线ON连接到外电路，如图3所示.形式上这样一种小小的改变，却让滑动变阻器的“身手”倍增，让人耳目一新. 图3 滑动变阻器的非常规用法 1 分压

由图3可以看出，此种用法下的滑动变阻器仍然具有分压的传统功能，但有一点不同，电压的调节范围为不再是0～E，而是并且在AO之间或BO之间均能做到单向连续可调，使外电路的电压U在之间变化，以O为拐点，彼此，互不影响，如图4所示.

图4 分压、降压与极性转变 2 降压

结合图3和图4，我们不难看出，此种用法下滑动变阻器在起到分压作用的同时还起到降压的作用.常规分压时，外电路的电压变化范围0～E，最大为E，而此种非常规用法，外电路的电压变化范围变为最大为很显然最大值从E降到分压的同时也内在的具有了降压的功能，对电路中仪表潜在的起到了一定的保护作用. 3 转变极性

在图3中，当滑动变阻器的滑片C从A点经过O点到B点的连续移动过程中，在保持电路连接固定不变的前提下，作为外电路的电源，M、N两点的极性会发生改变：当滑片C在OA之间时，N端为“+”极，M端为“-”极；当滑片C在OB之间时，M端为“+”极，N端为“-”极，如图4所示.因此，保持电路连接

都不变的情况下，M、N两端点的极性可以随着滑片在O点左右两边的位置的改变而改变.O点成了极性变化的转折点，功能犹如换向器，而滑动变阻器还是我们所熟知的那个滑动变阻器.滑动变阻器的这种新增功能在某些时候会带来很大方便. 4 变直流为交流

如图5所示，在MN之间接上检流计(图中R为保护电阻)，令滑片C在AB之间往复滑动，会发现检流计的指针会随着左右摆动. 图5 直流变交流

如果滑片C的往复滑动是具有规律性的以固定周期T的运动，那么MN之间的电流就是实际意义上的交流电流了，其频率就是使滑片以固定周期做规律性往复运动我们完全可以做到，例如用单摆的摆球来带动其运动.因此，在这种情况下，通过滑动变阻器滑片的有规律往复运动就可以让直流变为交流了，有助于加深学生对交流电的理解和认识. 5 替代开关

如图6所示，MN之间接上小灯泡，移动滑片C从O →A或从O →B，会发现小灯泡由暗变亮.此时，滑动变阻器还能起到开关作用，而且不难发现，它作为一个双掷开关而非单掷开关. 图6 开关作用 6 充当多用电源

如图7所示，将滑动变阻器稍加改进，增加一个滑片D，使滑片C、D分别在OA和OB之间移动，就可以同时为两个外部电路提供的连续可调电源，而且是极性恰好相反的电源. 图7 充当多用电源

滑动变阻器的这些非常规用法和所体现出来的非常规的功能与作用，会使学生感到惊奇，同时也会激活他们的思维，使他们在自己内心深处多问几个为什么.因此，

在实验教学过程中，实验教师可以适时适当地引导学生开发常规仪器的非常规用法或功能.这样更有助于活化学生的思想，打破思维定势，开发培养创造性思维，激发起学生对物理对实验的热情，使学生活学活用、学活用活，能够加深对知识的理解，有效提高实验教学的质量.