滑动变阻器在电路中的控制作用

滑动变阻器是电学中常用器件之一，在初级阶段由于学生认知水平有限，我们的教学要求，只掌握滑动变阻器的以下控制作用，将滑动变阻器与电源和其他元件以串联形式的连接.我们把这种接方法――叫“限流接法”.如图１.该电路通常研究测电阻和测功率，是初中阶段重要的实验.它的工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻.在连接滑动变阻器时，要求:一上一下，各用一个接线柱.

高中阶段，学生必须掌握滑动变阻器的另一种重要控制方法：把滑动变阻器的电阻丝两端与电源和开关串联后，让被控部分元件接在滑动变阻器的电阻丝一端，另一端接在金属杆任意一端.如图2.

由于受前者影响，学生在接受分压接法时并不顺利.在教学实践中，笔者设计了分压器接法的教学过程的问题串，取得了良好的教学效果.

1．清原理――分压器的原理

情境展示：以人教版物理选修3－1第52页的“问题与练习”第一题为引入题目，提出若干问题.

问题１：图示中cd两端的电压大小由什么决定？引入输出电压的概念.该问题的设置，是针对学生长时间没有接触电学知识，或者串并联知识的不熟练而设计的.通过这个问题不仅得出输出电压与对应电阻之间的正比关系，同时能让学生在分析电压时把思维引入到电阻关系中.输出电压的概念对学生太抽象，为避免以后出现时干扰学生的思维，故这儿提出它的定义.

问题２：在不改变输入电压的前提下（实验室中使用的电压都不变），设计能改变输出电压的电路.情境设置与生活密切相关（如何改变接线柱间的输出电压）.通过综合分析与比较，优化设计思路，共同选择最后一种方案（电路结构简单，输出电压连续），并得出输出电压的范围（0-U）.

2．导内涵――分压器的应用

在得出问题答案的过程中，学生深刻得理解了分压器的基本原理，但这并不等同他们能巧妙地应用，为了架设理论与实践之间的桥梁，我又引入了以下问题：

问题３：假如在输出电压端连接一个负载，对输出电压是否有影响？（电路设计的实用性）此问题为了引入滑动变阻器的分压式接法做准备，同时为分压不均匀埋下伏笔.问题深度有所增加，需要学生能找准电路的连接方式――混连电路，同时要对混连电路有深刻认识.引导学生得出“增加负载（并联电阻）意味着阻值减小，输出电压减小”这一结论.

在此基础上，紧扣分压式要点，提出第四个问题：

问题４：输出电压的范围是否仍然为（0-U）？此问题正式引入了滑动变阻器的分压式接法.整个认识过程承上启下，不断突破旧知识，认识新知识，又不断延伸出新问题，使学生始终处于悟与惑的交替中，激发学生的学习欲望.

在这样的学习情境中，学生很自然地接受分压式电路图，并能通过阻值的变化得出电压变化的关系，再处理滑片对应的电压最大值和最小值的位置时就毫不费力了.学生在理解改变电阻从而改变输出电压的同时，又会引起新的疑虑：加上负载与不加负载的不同，顺势引入关于输出电压不均匀的问题.

问题5：怎样尽量减小输出电压的不均匀？此问题是滑动变阻器分压式和限流式电路图选择的关键，引导学生得出滑动变阻器阻值很小时，用分压式可以克服电路中待测电阻的电压取值范围很小的缺点，同时电压取值比较均匀.让学生通过自己的分析判断，得出滑动变阻器分压式电路的优点和选择条件.

3．重操作――描绘小灯泡的伏安特性曲线

分压器一直是教师教学、学生学习的难点，同时它的原理和应用（电路选择）也是电路部分的重点.可以通过这5个问题的设计，从浅到深，由易到难，在问题的解答中解惑，在恍然中又释疑，层层递进，逐步逼近分压器的基本原理和巧妙应用，让学生在极具兴趣的学习中获得知识.让学生到实验室中进行对比试验，来比较限流和分压接法的不同，并对滑动变阻器的控制作用的特点充分理解.