孫德龍

我們知道，滑動(dòng)變阻器改變電路中電流的同時(shí)也可以對(duì)電路中某一部分的電壓起到控制和改變作用。那么，滑動(dòng)變阻器如何起作用呢？我們可以理解為滑動(dòng)變阻器的滑片將電阻絲一分為二，電流流過(guò)那部分電阻絲（如圖1陰影部分）就是對(duì)電路起到控制作用的電阻絲。

由于串聯(lián)電路中I1 = I2，將[I=UR]代入等式可得出[U1R1=U2R2]，則[U1U2=R1R2]，且串聯(lián)電路中U = U1 + U2。因此我們可以分析出串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)是“大阻分大壓”。

例1 （2021·山東·煙臺(tái)）如圖2所示為某壓力傳感器的原理圖，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的滑片P通過(guò)AB間可以伸縮的導(dǎo)線與電路相連，導(dǎo)線位于彈簧內(nèi)部，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，壓力F增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）。

A.電壓表V1的示數(shù)變大

B.電壓表V2的示數(shù)變小

C.電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值變大

D.電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值變小

解析：分析電路：由于電壓表的內(nèi)阻很大，可以當(dāng)作斷路去掉，電流表內(nèi)阻很小，可以當(dāng)作導(dǎo)線，經(jīng)分析可知R1、R2兩個(gè)電阻串聯(lián)。因此閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表測(cè)整個(gè)電路的電流，電壓表V1與R1并聯(lián)測(cè)R1兩端電壓，電壓表V2與R2并聯(lián)測(cè)滑動(dòng)變阻器R2兩端電壓。

分析電流方向可知，R2的上部接入電路，當(dāng)壓力F增大時(shí)滑片P向下滑動(dòng)，R2接入電路的電阻長(zhǎng)度變長(zhǎng)，阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)“大阻分大壓”可知電壓表V2的示數(shù)會(huì)變大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律U = U1 + U2可以得出電壓表V1的示數(shù)變小。

由于R2接入電路的電阻變大，根據(jù)R = R1 + R2及R1不變，進(jìn)一步得出電路的總電阻變大，由于電路的總電壓不變，由歐姆定律[I=UR]可知電路中電流變小。

由[R=UI]可知，電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值等于R2的阻值，會(huì)變大，電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值等于R1的阻值，不會(huì)發(fā)生變化。

答案：C

[本題涉及串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，解題關(guān)鍵是會(huì)把電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值轉(zhuǎn)化為阻值處理。][點(diǎn)評(píng)]

例2 （2021·湖南·湘潭）如圖3是小虹設(shè)計(jì)的一種“身高測(cè)量?jī)x”，其中滑片P將電阻絲分成上、下兩部分，阻值分別為R1、R2，身高數(shù)據(jù)可通過(guò)電壓表的示數(shù)來(lái)反映。測(cè)量時(shí)，身高越高（）。

A.電壓表示數(shù)越小

B.電壓表示數(shù)越大

C.電路中的電流越大

D.電路中的電流越小

解析：分析電路：由于電壓表的內(nèi)阻很大，可以當(dāng)作斷路去掉，因此閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電阻被滑片分為上、下兩部分R1、R2，兩部分都接入電路且為串聯(lián)，電壓表測(cè)滑片P下方的電阻絲R2兩端的電壓。

當(dāng)人的身高變大時(shí)，滑片向上滑動(dòng)，與電壓表并聯(lián)的電阻R2阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)“大阻分大壓”可知電壓表的示數(shù)會(huì)變大，據(jù)此得出測(cè)量?jī)x用電壓表顯示身體的高度，且身高越高電壓表示數(shù)越大。

此種接法R1、R2兩部分電阻絲由于全部接入電路，因此電路中的總電阻不變，由于電路的總電壓不變，根據(jù)歐姆定律可得電路中的電流大小不變。

答案：B

[本題是結(jié)合滑動(dòng)變阻器在生活中的應(yīng)用來(lái)考查動(dòng)態(tài)電路分析，本題關(guān)注點(diǎn)是電壓表接的位置在滑片上，對(duì)電路中的總電阻沒(méi)有影響。][點(diǎn)評(píng)]

（作者單位：大連市第七十六中學(xué)）