分压式与限流式以及内接法与外接法

恒定电流二
知识点一：滑动变阻器的使用方法：a限流接法。

b分压接法。

1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R）对负载R
0L 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.
负载R上电压调节范围
L
（忽略电源内阻）负载R上电流调节范围
L
（忽略电源内阻）
相同条件下
电路消耗的总功率
限流接法R
------- L— E < U < E
R + R L
L0
E T E
------ < I < ——R + R
-------- L R
L0 L
EI
L
分压接法
0 < U L< E
E E
0 < I < ——
L R L
E（I L+I ap）
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
其中，在限流电路中，通R的电流I二一^，当R〉R时I主要取决于R的变化，当R<R时，I主要取L L R + R0 L L 0
0 L L L0
决于R,特别是当R<<R时，无论怎样改变R的大小，也不会使I有较大变化.在分压电路中，不论R的大小如何，调节滑动触头P的位置，都可以使I L有明显的变化.
2、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、若要求被测电阻两端电压变化范围较大，或需要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），必须采用分压接法.分压式电路中，在电路中的电流小于滑动变阻器的额定电流的前提下，应
该选择量程较小的变阻器（调节效果好，电压变化均匀）。

②、当用电器的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R°,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.
③、当用电器的电阻R L远小于滑动变阻器的最大值R°,为使被测电阻中的电流有明显变化，应采用分压接法.
④、若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L的额定电流时，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R L与R°接近或R L略小于R°,两种接法都可以，采用限流式接法较好，节能省电.
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，考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.
知识点二：电流表内接法与电流表外接法的比较
U
根据欧姆定律的变形公式R =丁可知，要测某一电阻R的阻值，只要用电压表测出R两端的电压，用电流表测
I x x
0L
出通过R 的电流，代入公式即可计算出电阻R 的阻值。

误差原因:由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也存在内阻，因此实 验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。

1、在内接法电路中，因为电流表有内阻，在内接法的电路中电流表两端有电压，所以电压表测出的电压是电流表
和
待测电阻消耗的电压之和，比待测电阻两端的电压值大，利用R =UU 计算，这样测得的电阻值比真实值偏大，就
产
生了实验误差。

（此时电流表有分压作用）
定量分析：因为电压表所量得的是R 和R A 的串联电压，所以测得值是R 和R A 的串联等效电阻，R = - = R + R 〉R 测
I A
内接法测得的电阻值R = R + R ，误差原因：电流表的分压作用。

因此，在待测电阻R>>R A 时（这时电流表的分压很小），内接法误差小。

2、在外接法电路中，因为电压表中有电流通过，所以电流表测得的电流是待测电阻与电压表中的电流之和，比流过
外接法测得的电阻值R = R X R V ，误差原因：电压表的分流作用。

外 R X + R V 因此，当待测阻值小的电阻即R « R V 时，用电流表外接法测量电阻误差小。

当R < RR A • R V 时，采用上接法测电阻产生的误差较小。

绝对误差：A
R
内
二
R 测
- R
二R
R
相对误差：3内二次
U
待测电阻的电流值大，利用R =-计算
这样测得的电阻值比真实值偏小，也产生了实验误差。

定量分析：
因为电流表量得的是通过R 和的总电流
所以测得值是R 和R V 的并联等效电阻。

R =-=2号 测 I R +R V R
——R < R
R +R
绝对误差：A R 外
R,R 八 V — — R R
+ R
V
采用内外接法的简易判断：当R =V R 7R 7时,
内接法和外接法测电阻的相对误差相等；
当 R > R R A • R V 时，
采用内接法测电阻产生的误差较小； 测量方法:通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法（电流表在电压表的内侧还是外
电路选择
相对误差：3外
试触法：当待测电阻的阻值完全未知时，常采用内、外接试触法，连接方式 如图所示。

电压表右端与b 相接时两表的示数为（U 1,11），电压表右端与C 相接时两表的示数为（U 2,12）。

即电流表的示数相对变化小，说明电流表的分压作用显著，待测电阻的阻值与电流表的
内阻可以相比拟，误差主要来源于电流表，应选择电流表外接法;
，即电流表的示数相对变化大，说明电压表的分流作用显著，待测电阻的阻与电压表的
内
阻可以相比拟，误差主要来源于电压表，应选择电流表内接法。

可以按以下步骤操作：
①、将待测电阻R 与电流表、电压表如图6-8接好，并将电压表的一根接线K 空出。

②、将K 先后触碰电流表的两个接线柱a 、b 。

③、比较两次触碰中两个电表的读数变化情况：
若电压表读数变化显著，说明电流表分压作用明显，应使用外接法，K 接a ； 若电流表读数变化显著，说明电压表的分流作用明显，应使用内接法，K 接b 。

实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
一、实验目的：通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线（即I-U 曲线），并分析曲线的变化规律
二、实验原理：金属的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。

对一只 灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍。

它的伏安特性曲线并不是一条直线，即灯 丝的电阻是非线性的。

本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内，其阻值变化，从 而了解它的导电特性。

三、实验器材：小灯泡、电压表、电流表、4V 〜6V 学生电源、滑动变阻器、导线若干、开关、坐标纸等 四、实验电路图;
1、线路原理图：因为小灯泡的电阻较小（10Q 左右）， 一区一 法。

因为作图需要多个点（多组数据），所以控制电路选 L
2、实物接线图：（1）先连好电源、开关、滑动变阻器所,一®- 两个接线柱）。

（2）将小灯泡、电流表串联好，再接到 （
------ 一下）。

（3）最后将电压表并接在小灯泡的
——
两端。

（4）注意滑动变阻器的滑动触头实验初应在使小 r
广
伏特表的量程和正负接线柱（若选用的是标有 ， ‘飞一
选用0-0.6A 量程；电压表开始时应选用0-3V 量程，当电 程。

五、实验步骤： 1 .按图连接好电路。

2 .检查无误后，将滑片调节至最左边附近、闭合开关，读出一组U 、I 值，记录于表格。

3 .再调节滑线变阻器的滑片到不同位置，读出12组不同的U 、I 值，记录于表格。

4 .断开开关，整理好器材。

5 .在坐标纸上以U 为横轴，以I 为纵轴、并选取适当的单位。

6 .用描点法在坐标纸上标出各组U 、I 值的对应点位置。

7 .用平滑曲线将各点依次连接起来。

I 陷 b c
-I —
U — U
1、如果 1U
2
i — i
-4 ---- 2
所以测量电路应该选用电流表外接 用滑动变阻器分压式接法。

组成的串联电路（滑动变阻接下面 滑动变阻器的两个接线柱上（一上 灯泡短路的位置。

（5）注意安培表、 “3.8V -0.3A”的小灯泡，电流表应 压调到接近3V 时，再改用0-15V 量
8.分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律（是一条偏向U的曲线）。

记录表格:
次数n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
电压U
电流I
1.在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡”3.0 V、1.5 W”
B.电流表（量程3庆，内阻约为1 Q）
C.电流表（量程0.6庆，内阻约为5 Q）
D.电压表（量程3.0 丫，内阻约为10 kQ）
E.电压表（量程15.0 丫，内阻约为50 kQ）
F.滑动变阻器（最大阻值为100 Q,额定电流50 mA）
G.滑动变阻器（最大阻值为10 Q,额定电流1.0 A）
H.电源（电动势为4.0 丫，内阻不计）I.电键及导线等（1）为了使实验完成的更好，电流表应选
用；电压表应选用;滑动变
阻器应选用.（只需填器材前面的字母即可）
（2）请在虚线框内画出实验电路图.
⑶某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图所示.则电压
值为 V,电流值为庆，小灯泡的实际功
率为 W.
解析：待测小灯泡”3.0 V, 1.5 W”，额定电流0.5 A,额定电压为3 V,因此电流表选
C,电压表选D,滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选6,小灯泡电阻很小，电流表外接. 答案：⑴C D G （2）如解析图所示⑶1.80 0.33 0.59 .
2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：令——
小灯泡L,”3.8 V、0.3 A”'[, 二,.
电压表V,量程0〜5 丫，内阻5 kQ
电流表A1,量程0〜100皿庆，内阻4 Q 电流表A2,量程0〜500皿庆，内阻0.4 Q
滑动变阻器*,最大阻值10 Q,额定电流1.0 A 滑动变阻器力，最大阻值5 Q,额定电流0.5 A
直流电源E,电动势约为6 丫，内阻约为0.5 Q
⑴在上述器材中，滑动变阻器应选___________ ;电流表应选⑵在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。

⑶某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I—U坐标系中，描绘出如
图7 — 5 — 6所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是（图中P为小灯泡的功
率）（）
通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器，但本题中如果选用R 2,则电路中的电 流会超过R 2允许通过的最大电流，故滑动变阻器应当选择R 1.电流表A 1的量程太小，故电流表应当选择A 2.
（2）电路如右图所示，由于电压要从0开始测量，滑动变阻器用分压接法；因为灯泡的内阻比较小，电流表用外接法. ⑵随着通过小灯泡电压电流的增大，小灯泡消耗的功率增大，小灯泡的电阻也增大，由P =U
2
知B 图正确，由P=LR R
知D 图正确.
答案：（1）R 1 A 2
（2）电路图如解析图所示 （3）BD
3、一盏电灯接在恒压的电源上，其功率为100 W,若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线 上损失的电功率是9 W,那么这时电灯实际消耗的电功率将
A.等于91 W 8.小于91 W
C.大于91 W
D.条件不足，无法确定
4、有一个直流电动机，把它接入0.2丫电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4A ；若把电动机接入 2.0V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A 。

求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在发动机的发 热功率是多大？
5、如图所示，将A 、B 两端接到输出电压为9 V 的电源上时，已知通过R 1的电流I 1 = 2 A, R 2 = 2。

.电阻々上消耗 的功率为
P 3=15 W,则 R 1=Q, R 3=Q.
解析：（1）本题变压器采用分压接法， LP
6、如图所示，P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，测出电阻为R,然后再将它按图乙方式接在C、D之间，这时P的电阻为（）
A.R；
B. R/2 ；
C. R/4；
D. 4R
简析：将半圆形合金片从中间（图中虚线所示）割开，分成完全相同的两块，设每块电阻力R0，则图中甲连接方式相
当于两个电阻并联，图乙连接相当于两个电阻串联. 0
R AB=R0/2=R R C
D=2R0=4R 答案：D 7、R2为可变电阻，电池£内阻不计，下列说法中不正确的是
A R2不变时，V2读数与A读数之比等于R1
B.R2不变时，V1读数与A读数之比等于R1
C.R：改变一定量时，V2读数的变化量与V；读数变化量之和一定为零
D.R：改变一定量时，V：读数的变化量与V；读数变化量之和不一定为零。