滑动变阻器的限流式和分压式接法培训讲学

合集下载

专题:滑动变阻器的限流式和分压式接法

专题:滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流——限流式;如图1所示,当滑动头P 从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。

注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

2.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用——分压式。

如图2所示,电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等,改变P 的位置改变用电器R 两端电压,实现调制电压作用。

(二)两种电路选取: 1.两种电路的比较:⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。

2.选择原则:由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)。

例:在如图所示电路,已知U =5V ,通过变阻器AB 连成分压式电路向小灯泡L 供电,电灯L 上标有“2.5V 、25Ω”字样。

求: ⑴为使小灯泡正常发光且上述电路的效率达到40%, 应如何选择变阻器的额定电流和电阻值。

⑴限流式接法⑵分压式接法⑵变阻器如何连接才能使电路的效率达到最大?最大效率为多少?但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变化范围较大;②明确要求某部分电路的电压从零开始变化;例:测定小灯泡的伏安特性曲线。

③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

例:用伏安法测金属电阻R x(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6A,电压表内阻为几kΩ,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5A,试画出测量R x的原理图。

3.几点说明:⑴对实验器材和装置的选择,应遵循的几条主要原则:①安全性原则②准确性原则③方便性原则④经济性原则⑵分压电路中,在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流(或电压)的条件下,尽量选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。

高中物理必修三教学讲义—滑动变阻器的两种接法 伏安法测电阻的两种接法

高中物理必修三教学讲义—滑动变阻器的两种接法 伏安法测电阻的两种接法

高中物理必修三教学讲义—滑动变阻器的两种接法伏安法测电阻的两种接法[学习目标] 1.理解滑动变阻器的限流式和分压式接法,并能正确选择和应用.2.认识伏安法测电阻的两种电路并能正确选择和应用.一、滑动变阻器的限流式和分压式接法限流式分压式电路组成滑动变阻器接入电路的特点采用“一上一下”的接法采用“一上两下”的接法调压范围R x ER+R x~E 0~E适用情况负载电阻的阻值R x与滑动变阻器的总电阻R相差不多,或R稍大,且电压、电流变化不要求从零调起(1)要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调(2)负载电阻的阻值R x远大于滑动变阻器的总电阻R如图1所示,滑动变阻器R1的最大阻值是200 Ω,R2=300 Ω,A、B两端电压U AB=8 V.图1(1)当S断开时,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?(2)当S闭合时,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?答案(1)4.8~8 V(2)0~8 V解析(1)S断开时,滑动变阻器R1为限流式接法,R1的下部不接入电路中,当滑片P在最上端时,R1接入电路的电阻为零,因此R2获得的最大电压等于8 V,当滑片P在最下端时,R1与R2串联,此时R2两端的电压最小,U R2=R2R1+R2U AB=4.8 V,所以R2两端可获得的电压变化范围为4.8~8 V.(2)当S闭合时,滑动变阻器R1为分压式接法,当滑片P在最下端时,R2两端电压为0,当滑片P在最上端时,R2两端的电压最大,为8 V,所以R2两端可获得的电压变化范围为0~8 V.1.滑动变阻器接入电路时,金属杆的两个端点不能同时接入电路,否则电流将从金属杆流过而将滑动变阻器短路.2.限流式接法电压调节范围较小,而分压式接法电压调节范围较大(电压最小值从0开始),在具体应用中要根据题目要求合理选择.针对训练1(多选)滑动变阻器的原理如图2所示,则下列说法中正确的是()图2A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值减小C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱答案AD解析若将a、c两端连在电路中,aP部分将连入电路,则当滑片OP向右滑动时,aP部分变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,A正确;若将a、d两端连在电路中,也是aP部分连入电路,则当滑片OP向右滑动时,aP部分变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,B错误;A、B两个选项中均为限流式接法,可见在限流式接法中,a、b两个接线柱中任意选一个,c、d两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,C错误;在滑动变阻器的分压式接法中,a、b两个接线柱必须接入电路,c、d两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,D正确.二、伏安法测电阻的两种接法1.两种接法的比较内接法外接法电路误差分析电压表示数:U V=U R+U A>U R电流表示数:I A=I R电压表示数:U V=U R电流表示数:I A=I R+I V>I RR 测=U V I A >U RI R=R 真R 测=U V I A <U RI R=R 真误差来源 电流表的分压作用电压表的分流作用适用情况测大电阻测小电阻2.电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法:当R x ≫R A 时,采用内接法,当R x ≪R V 时,采用外接法,可记忆为“大内小外”. (2)公式计算法当R V R x<R xR A即R x >R A R V 时,用电流表内接法,当R V R x>R xR A即R x <R A R V 时,用电流表外接法,当R x =R A R V 时,两种接法效果相同.(3)试触法:如图3,把电压表的可动接线端分别试接b 、c 两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法,若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法.图3在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 的阻值约为200 Ω,电压表V 的内阻约为2 kΩ,电流表A 的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图4甲或乙所示,结果由公式R x =UI 计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为R x1和R x2,则________(选填“R x1”或“R x2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x1________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x2________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.图4答案R x1大于小于解析由题意知R VR x=2 000 Ω200 Ω=10,R xR A=200 Ω10 Ω=20,R VR x<R xR A,电压表的分流作用较显著,故应该采用电流表内接法,即题图甲所示接法,R x1更接近待测电阻的真实值,题图甲中待测电阻的测量值是R x与R A串联后的电阻值,故R x真<R x1,题图乙中待测电阻的测量值是R x与R V并联后的电阻值,故R x2<R x真.针对训练2(多选)如图5所示,用伏安法测电阻时()图5A.采用图甲所示测量电路,误差来源于电压表分流,使电阻测量值小于真实值B.采用图甲所示测量电路,误差来源于电流表分压,使电阻测量值大于真实值C.采用图乙所示测量电路,误差来源于电压表分流,使电阻测量值小于真实值D.采用图乙所示测量电路,误差来源于电流表分压,使电阻测量值大于真实值答案AD解析题图甲所示测量电路因电压表分流,使电阻测量值小于真实值,题图乙所示测量电路因电流表分压,使电阻测量值大于真实值,选项A、D正确.针对训练3(2020·宿州市高二期末)用电流表(内阻约4 Ω)和电压表(内阻约3 kΩ)测量电阻R的阻值.某次按照如图6所示电路的测量情况:电流表的示数是5 mA,电压表的示数是2.5 V.下列说法正确的是()图6A.电阻R的值为500 ΩB.电阻R的值略大于500 ΩC.电阻R的值略小于500 ΩD.如果采用电流表外接法测量,结果更加精确答案 C解析根据欧姆定律可得:R=UI-R A=2.55×10-3Ω-R A=500 Ω-R A,即电阻R的值略小于500 Ω;由R≫R A可知采用电流表内接的方法测量,结果更加精确,故C 正确.考点一滑动变阻器的限流式接法与分压式接法1.a、b两点与一个稳压直流电源相连,当滑动变阻器的滑片从中点O向d端移动一段距离时,图中的电流表读数会变小的是()答案 B解析选项A、C、D中,滑动变阻器接入电路中的有效部分为Od段的电阻丝,当滑动变阻器的滑片从O向d端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,由欧姆定律I=UR可知,电路中的电流将会增大,电流表的读数会变大;选项B中,滑动变阻器接入电路中的有效部分为cO段的电阻丝,当滑动变阻器的滑片从O向d端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路中的电流会减小,电流表的读数会变小,选项B正确.2.(多选)一同学将滑动变阻器与一个6 V、6~8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发光.按如图1所示的接法,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,灯泡将()图1A.变暗B.变亮C.亮度不变D.不可能被烧坏答案BD解析由题图可知,滑动变阻器接入电路的有效部分是PB段的电阻丝,当滑片P 向右滑动时,接入电路中的电阻减小,灯泡变亮,选项B正确,A、C错误;由于灯泡的额定电压等于电源电压,所以灯泡不可能被烧坏,选项D正确.3.(2020·全国高二课时练习)如图2,AB间的电压为30 V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,则U CD的变化范围是()图2A .0~10 VB .0~20 VC .10~20 VD .20~30 V答案 C解析 当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时,U CD 最大,最大值为:U max =2R3R U =23×30 V =20 V ;当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时,U CD 最小,最小值为:U min =R 3R U =13×30 V =10 V ,所以U CD 的变化范围是10~20 V .故选C. 4.如图3所示的电路中,U =24 V ,滑动变阻器R 2的最大阻值为100 Ω,R 1=50 Ω.当滑片P 滑至R 2的中点时,a 、b 两端的电压为( )图3A .8 VB .12 VC .16 VD .4 V 答案 A解析 由题图可知,滑片P 滑至R 2的中点时,滑动变阻器下半部分电阻为R 下=50 Ω,下半部分电阻与R1并联后的阻值为R并=R1R下R1+R下=25 Ω,则a、b两端的电压为U ab=R并R并+R上U=2525+50×24 V=8 V,故A正确.考点二伏安法测电阻的两种接法5.(多选)在图4中,甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图,下列说法正确的是()图4A.甲图的接法叫作电流表外接法,乙图的接法叫作电流表内接法B.甲中R测>R真,乙中R测<R真C.甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使R≪R V,故此法测较小电阻好D.乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R≫R A,故此法测较大电阻好答案ACD解析题图甲的接法叫作电流表外接法,题图乙的接法叫作电流表内接法,A正确;题图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,由R=UI可知,R测<R真,R越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻;题图乙由于电流表的分压导致电压的测量值偏大,由R=UI得R测>R真,R越大,电流表的分压越小,误差越小,因此这种接法适用于测大电阻,B错误,C、D正确.6.(多选)(2020·长沙一中期中)用伏安法测电阻,当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时,可采用试触的方法.如图5所示,某同学测量未知电阻R时,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点;他发现电流表示数有明显变化,而电压表示数无明显变化,则下列说法中正确的是()图5A.R与电压表阻值接近,应选择电流表内接电路B.如果选择电流表内接电路,测量值大于真实值C.R与电流表阻值接近,应选择电流表外接电路D.如果选择电流表外接电路,测量值大于真实值答案AB解析由题图电路图可知,电压表的一端接A点,另一端接到B点时,电压表与电阻并联,电流表测电阻与电压表电流之和,另一端接到C点时,电流表测通过电阻的电流;若电流表示数有明显变化,而电压表示数无明显变化,说明电压表分流较大,而电流表分压较小,故R阻值较大,与电压表阻值接近,故应选择电流表内接电路;如果选择电流表内接电路,测量值是待测电阻和电流表电阻的串联总电阻,测量值大于真实值,故A、B正确,C、D错误.7.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U=12 V的直流电源上,且电源电压保持不变.把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端(如图6所示),电压表的示数为8 V,如果把此表改接在R2两端,则电压表的示数()图6A .小于4 VB .等于4 VC .大于或等于8 VD .大于4 V ,小于8 V答案 A解析 电压表接在R 1两端时,其示数为8 V ,则此时电阻R 2两端的电压为4 V ,将R 1与R V 并联后的电阻用R 1V 表示,则R 1V R 2=2,即R 1V =2R 2,由于R 1>R 1V ,则R 1>2R 2.当电压表改接在R 2两端时,将R 2与R V 并联后的电阻用R 2V 表示,则R 2>R 2V .此时电阻R 1两端的电压U 1与电压表示数U 2V 之比为U 1U 2V =R 1R 2V >2R 2R 2V >2R 2R 2,即U 1U 2V>2,故电压表的示数将小于4 V ,选项A 正确.8.(2021·江苏省丹阳高级中学高三一模)太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,在有光照射时,可以将光能转化为电能,在没有光照射且未储存电能时可视为一个电阻.该同学先将某太阳能电池用不透光的黑色器件盒封好(电阻约为1 kΩ),利用电源电压为3 V 的电源、量程为3 V 的电压表(内阻约为3 kΩ)、量程为6 mA 的电流表(内阻约为5 Ω)、滑动变阻器R 以及开关、导线等进行实验测此太阳能电池的电阻,则本实验应该采用的实验电路设计图为( )答案 C解析 因R x R A =1 0005>R V R x=3 0001 000,则应该采用电流表内接电路;滑动变阻器接成分压电路,则电路图选择C.9.(2021·江苏省阜宁中学高二期末)如图7电路是将滑动变阻器作分压器用的电路,C 、D 为分压器的输入端,A 、B 为分压器的输出端,把变阻器的滑片P 放在变阻器正中间,下列判断中正确的是( )图7A .空载时输出电压为U AB =U CDB .当接上负载R 时,输出电压为U AB <U CD 2C .负载电阻R 的阻值越小,U AB 越接近U CD 2D .滑片P 向下滑动,可实现U AB =U CD 2答案 B解析 空载时,设变阻器下部分电阻为R ′,输出电压为U AB =R ′R 0U CD ,滑片P 从正中间向下滑动,则输出电压从U CD 2逐渐减小,A 、D 错误;当接上负载R 时,负载与变阻器下部分电阻并联,有R 并=RR ′R +R ′<R ′,输出电压为U AB =R 并R 0-R ′+R 并U CD=1R0-R′R并+1U CD<1R0-R′R′+1U CD=12U CD,负载电阻R的阻值越小,并联电阻越小,输出电压也越小,U AB越远离U CD2,B正确,C错误.10.如图8所示,用电压表和电流表测电阻,R x为待测电阻,如果电压表的读数是3.50 V,电流表的读数是10.0 mA,电压表的内阻是1.50 kΩ,电流表的内阻是10 Ω,那么R x的精确值为()图8A.457 Ω B.350 ΩC.360 Ω D.1 200 Ω答案 A解析通过电压表的电流I V=UR V=3.501.50×103A=73×10-3A,则R x=UI Rx=3.5010.0-73×10-3Ω≈457 Ω,故选A.11.电位器是变阻器的一种.如图9所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯泡的亮度,则下列说法正确的是()图9A.连接A、B,使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗B.连接A、C,使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮C.连接A、C,使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗D.连接B、C,使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗答案 A解析连接A、B,使滑动触头顺时针转动时,根据电阻定律,电位器接入电路的电阻增大,电流减小,灯泡变暗,故A正确;连接A、C,电位器接入电路的电阻不变,电流不变,灯泡亮度不变,故B、C错误;连接B、C,使滑动触头顺时针转动时,根据电阻定律,电位器接入电路的电阻减小,电流增大,灯泡变亮,故D错误.12.(多选)(2021·腾冲县第八中学高二期末)如图10所示,M、N间电压恒定,当开关S接通a点时,电压表示数为10 V,电流表示数为0.2 A;当开关S接通b 点时,电压表示数为12 V,电流表示数为0.15 A.由此可知()图10A.S接在a点时的测量值更准确B.S接在b点时的测量值更准确C.R x的真实值是70 ΩD.电流表的内阻是20 Ω答案BC解析S接a和接b时,电流表的示数变化较大,这说明电压表的分流较大,因此接b点时,采用电流表内接法测电阻误差较小.设电源的电压为U,电流表的内阻为R A,由题得U=12 V,则有:S接a时,U=U1+I1R A,即U=10 V+0.2 A×R A,S接b时,U=I2(R x+R A),即:U=0.15 A×(R x+R A),联立解得R x=70 Ω,R A=10 Ω,B、C正确.13.做完伏安法测电阻实验后,为了更好的观察电流表内外接对实验结果的影响,爱思考爱动手的马同学,拆开了电流表和电压表并进行了改造.如图11甲,他在电流表干路位置焊接了一个10 Ω定值电阻,如图乙,他给电压表并联了一个10 Ω定值电阻.假设待测电阻约为10 Ω,以下说法正确的是()图11A.改后的电流表和正常电压表按丙图实验可以较为准确的测出待测电阻B.改后的电流表和正常电压表按丁图实验可以较为准确的测出待测电阻C.改后的电压表和正常电流表按丙图实验可以较为准确的测出待测电阻D.改后的电压表和改后的电流表按丁图实验可以较为准确的测出待测电阻答案 A解析电流表和电压表的改造对二者的读数没有影响,即读数依然是正确的;改造后的电流表的内阻约为10 Ω,改造后的电压表的内阻也约为10 Ω,都与被测电阻的阻值很接近.改造后的电流表由于内阻增大,所以分压能力增强了,不适宜使用内接法;改造后的电压表由于内阻减小,所以分流能力增强了,不适宜使用外接法.所以,改后的电流表和正常电压表按题图丙所示的电路可以较为准确的测出待测电阻,或者使用改后的电压表和正常电流表按题图丁所示的电路可以较为准确的测出待测电阻,故选A.。

滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法课前预习(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流——限流式;如图1所示,当滑动头P 从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。

注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

如图1所示,为保证电路安全,滑动变阻器的滑片P 应先置于何处左端还是右端?答2.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用——分压式。

如图2所示,电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等,改变P 的位置改变用电器R 两端电压,实现调制电压作用。

如图2所示,为保证电路安全,滑动变阻器的滑片P 应先置于何处左端还是右端?答(二)两种电路的特点及选取:1.电压和电流的调节范围⑴限流式接法 电压范围:U U R R R p ~+; 电流范围:RU R R U p ~+。

(上式中:R 为用电器的电阻,R p 为滑动变阻器的全电阻。

)可见:限流电路的调节范围与R p 有关。

在电源电压U 和用电器电阻R 一定时,R p 越大,用电器上电压和电流的调节范围也越大;当R p 比R 小得多时,用电器上的电压和电流的调节范围都很小。

⑵分压式接法 电压范围:U ~0 ; 电流范围:RU ~0。

可见:分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp 无关。

2.两种电路的比较:⑴限流式接法⑵分压式接法⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。

3.选择原则:由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)。

但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变化范围较大;②明确要求某部分电路的电压从零开始变化;③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

滑动变阻器限流与分压接法

滑动变阻器限流与分压接法

③比较节能 ④RP接线方法:一上一下
V P a b A
P a b
2、分压接法: (1)作用:除了改变电路的电流之外,还使滑动变阻器两部分 电阻RPa、RPb都能分压 (2)特点: ①滑动变阻器一部分电阻RPa与其他用电器(如图中的灯泡)并 联,在与另一部分电阻RPb串联 ②与滑动变阻器一部分电阻RPa并联的其他用电器(如图中灯泡) 的电流、电压能从零开始变化
③RP接线方法:一上两下
第四节 实验部分
——电流表内外接、滑动变阻 器的限流与分压接法
◆课前导引:电流表、滑动变阻器等元件经常被
应用到电路实验中,通过实验,我们就可以知道 这些元件如何连接才能使测误差更小、测量结 果更精确……
二、关于滑动变阻器的限流、分压接法
P a b
V
为了 美观
A
1、限流接法: (1)作用:主要改变电路的电流,滑动变阻器只有其中一部 分电阻RPb分压 (2)特点: ①与其他用电器串联 ②其他用电器(如图中灯泡)的电流、电压不能从零开始变化

滑动变阻器分压和限流式

滑动变阻器分压和限流式

如图7所示伏特表指针位置,若用0-3V量程时,
读数为2.50V 如图8所示安培表指针位置,若用0-3A量程时, 读数为1.60A
图7
图8
基本仪器的读数 4、电流表电压表的读数
原则:凡最小分度值是一个单位的,有 效数字的末位都在精度的下一位,即需 1 2 要估读,若无估读,则在精度的下一位 补“0”
0
3
A
读数:0.70A
基本仪器的读数
1
2
0
V
3
读数:2.40V
基本仪器的读数
凡最小分度值是2或5个单位的,有效数字的末位就是精度 的同一位(含估读数),若无估读不需补“0”。若用 0~0.6安量程,其精度为0.02安,说明测量时只能准确到 0.02安,不可能准确到0.01安,因此误差出现在安培的百 分位(0.01安),读数只能读到安培的百分位,以估读最 小分度半小格为宜,当指针指在小于半小格位置则舍去, 指针正对半小格则取为0.01安,指针超过半小格时则算一 小格即0.02安
.
I max
E 15 A 600A Rx 25000
依据
RV 100000 RX 25000 83 4 RA 300 RX 25000
故:电流表应选择内接 滑动变阻器相对于待测电阻而言太小。若采用限流法,将无 法控制电路。故滑动变阻器采用分压式电路。
用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下: A.待测电阻Rx:范围在5—8Ω,额定功率1W B.电流表A1:量程0—0.6A(内阻0.2Ω) C.电流表A2:量程0—3A(内阻0.05Ω) D.电压表V1:量程0—3V(内阻3KΩ) E.电压表V1:量程0—15V(内阻15Ω) F.滑动变阻器R:0—100Ω G.蓄电池:电动势12V H.导线,电键. 为了较准确的测量,并保证器材安全,电流表应 选 ,电压表应选 ,并画出电路图。

滑动变阻器的分压式和限流式接法

滑动变阻器的分压式和限流式接法
滑动变阻器的两种接法
限流式接法
通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流—— 限流式;
如图1所示,当滑动头P从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减 小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。
⑴限流式接法
注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。
分压式接法
通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的 作用——分压式。
电流最大为 I U R
2.两种电路的比较:
⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范 围。
⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗 的电能小于分压电路消耗的电能。
3.选择原则:
由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电 路效率)。
但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:
①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压 (电流)的变化范围较大;
②明确要求某部分电路的电压从零开始变化;
例:测定小灯泡的伏安特性曲线。
③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定 电流。
例:用伏安法测金属电阻Rx(约为5Ω)的值,已知电流表内 阻为1Ω,量程为0.6A,电压表内阻为几kΩ,量程为3V, 电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流 为5A,试画出测量Rx的原理图。
I U R RP
此时R两端的电压最小,
UR
IR U RRR
R
最大的电压:当滑动变阻器接入的阻值最小时,电阻最小,电流最大,
IU R

U I RU 此时R两段的电压最大, R
2分压式的电流和电压的调节范围 当滑动变阻器的滑片在最左端时,R两段的电压最小为零,

滑动变阻器的分压接法和限流接法上课讲义

滑动变阻器的分压接法和限流接法上课讲义

滑动变阻器的分压接法和限流接法仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2图滑动变阻器的分压接法和限流接法邛崃一中——杨忠林滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器,它在电路中的接法有分压和限流两种,近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。

教材对此又没有理论的讲解,又没有实际的指导,学生感到无从下手,笔者从多年的教学经验,结合电路分析,对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。

一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析1.滑动变阻器的分压接法如图1所示的电路中,滑动变阻器总电阻为R 0,输入电压为U 0,负载电阻R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论:首先,不接负载R 时,输出端的电压U=U 0R 0R ap ,可见,U 与成正比,输出电压电线性的,如图1(b )中①所示。

换言之,触头P 在ab 间移动时,左半部分分得的电压是均匀变化的,电压的变化范围是0—U 0。

其次,当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时,P 点左边电路的等效电阻减小,与P 点右边部分串联而得的电压将比原来减小,如图1(b )②所示。

再次,当负载电阻R 很小,对于确定的R ap ,左部分分得的电压将更小,如图如图1(b )③所示。

仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3 图可以得出结论:分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压,负载阻值应该较大。

换言之,分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。

2.动变阻器的限流接法如图2所示的电路输入电压为U 0,滑动变阻器总阻值为R 0,滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论: 首先,电路中的电流:I= U 0R aP +R ,可见,I 随R aP 的增大而减小,如图(b )所示。

当Rap=0时,电路中的最大电流I m =U 0R,R 两端的电压最大U max =U 0。

当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时,电路中电流的最小值为I m 2 、I m 4 、I m 6…… 负载电阻R 两端的最小电压Umin 为U 02 、U 04 、U 06…… 由此可见,若滑动变阻器总电阻R 0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。

滑动变阻器限流、分压接法

滑动变阻器限流、分压接法

1、滑动变阻器限流、分压接法 ⑴限流接法
①电流表示数变化范围
x
A x R U I R R U ≤≤+max 滑 ②电压表示数变化范围 U U R R R U A x x ≤≤⋅+max
滑 ⑴分压接法
①电压表示数变化范围
U U A ≤≤0
②电流表示数变化范围 x
A R U I ≤≤0 2、滑动变阻器限流、分压接法选择原则
⑴分压接法
①“从零必分”要求电表示数从零开始变化(或需要测量多组数据时),选用分压接法 ②“烧表必分”用限流接法超过电流表量程时,选用分压接法
③“大阻必分”负载电阻x R >>max 滑R 时,限流接法对电流、电压的控制作用不明显,选用分压接法
⑴限流接法
①负载电阻x R <<max 滑R 时,限流接法对电流、电压的控制作用显著,选用限流接法
②两种接法均满足实验要求时,由A UI P =限流<)(滑并分压I I U P
A +=,从节能角度,选用限流接法
限流接法
分压接法。

高三物理滑动变阻器的分压接法和限流接法

高三物理滑动变阻器的分压接法和限流接法

图1滑动变阻器的分压接法和限流接法邛崃一中——杨忠林滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器,它在电路中的接法有分压和限流两种,近几年高考电学设计性实验命题对其应用屡次直接或渗透考查。

教材对此又没有理论的讲解,又没有实际的指导,学生感到无从下手,笔者从多年的教学经验,结合电路分析,对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。

一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析1.滑动变阻器的分压接法如图1所示的电路中,滑动变阻器总电阻为R 0,输入电压为U 0,负载电阻R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论:首先,不接负载R 时,输出端的电压U=U 0R 0R ap ,可见,U 与成正比,输出电压电线性的,如图1〔b 〕中①所示。

换言之,触头P 在ab 间移动时,左半局部分得的电压是均匀变化的,电压的变化范围是0—U 0。

其次,当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时,P 点左边电路的等效电阻减小,与P 点右边局部串联而得的电压将比原来减小,如图1〔b 〕②所示。

再次,当负载电阻R 很小,对于确定的R ap ,左局部分得的电压将更小,如图如图1〔b 〕③所示。

可以得出结论:分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压,负载图2阻值应该较大。

换言之,分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。

2.动变阻器的限流接法如图2所示的电路输入电压为U 0,滑动变阻器总阻值为R 0,滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论:首先,电路中的电流:I= U 0R aP +R ,可见,I 随R aP 的增大而减小,如图〔b 〕所示。

当Rap=0时,电路中的最大电流I m =U 0R,R 两端的电压最大U max =U 0。

当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时,电路中电流的最小值为I m 2 、I m 4、I m6 …… 负载电阻R 两端的最小电压Umin 为U 02 、U 04 、U 06…… 由此可见,假设滑动变阻器总电阻R 0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。

专题滑动变阻器的限流式和分压式接法

专题滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:⑵分压式接法⑴限流式接法1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流——限流式;从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的P所示,当滑动头如图1 电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。

注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用——分压式。

2的P用电器与左边电阻的电压相等,改变,2所示,电阻R与变阻器左边电阻并联如图位置改变用电器R 两端电压,实现调制电压作用。

(二)两种电路选取:1.两种电路的比较:⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

限流电路消耗的电能小于分压电路消⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,耗的电能。

.选择原则: 2 。

由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)连成分压式电路,通过变阻器AB例:在如图所示电路,已知U=5V Ω”字样。

求:25L向小灯泡L供电,电灯上标有“2.5V、40%,⑴为使小灯泡正常发光且上述电路的效率达到应如何选择变阻器的额定电流和电阻值。

1页1 第页共12 砺儒中学高二物理专题训练.⑵变阻器如何连接才能使电路的效率达到最大?最大效率为多少?但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变化范围较大;②明确要求某部分电路的电压从零开始变化;例:测定小灯泡的伏安特性曲线。

③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

例:用伏安法测金属电阻R(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6A,电压x表内阻为几kΩ,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5A,试画出测量R x的原理图。

3.几点说明:⑴对实验器材和装置的选择,应遵循的几条主要原则:①安全性原则②准确性原则③方便性原则④经济性原则⑵分压电路中,在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流(或电压)的条件下,尽量选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。

滑动变阻器的分压式和限流式接法

滑动变阻器的分压式和限流式接法

I U
R RP
U
此时R两端的电压最小, UR IR RRR R
最大的电压:当滑动变阻器接入的阻值最小时,电阻最小,电流最大,
IU R
U IRU 此时R两Байду номын сангаас的电压最大, R
2分压式的电流和电压的调节范围 当滑动变阻器的滑片在最左端时,R两段的电压最小为零,
电流最小也为零
当滑动变阻器的画片在最右端时,R两端的电压最大为U,
如图2所示,电阻R与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电 阻的电压相等,改变P的位置改变用电器R两端电压,实现 调制电压作用。
⑵分压式接法
闭合开关前,保证待测电路两段电压为零。
两种电路的特点及选取
1.限流式电压和电流的调节范围
电压的范围:
最小的电压:当滑动变阻器的阻值接入最大时,电阻最大,电流最小,
电流最大为 I U R
2.两种电路的比较:
⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范 围。
⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗 的电能小于分压电路消耗的电能。
3.选择原则:
由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电 路效率)。
但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:
限流式接法
通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流—— 限流式;
如图1所示,当滑动头P从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减 小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。
⑴限流式接法
注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。
分压式接法
通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的 作用——分压式。
①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压 (电流)的变化范围较大;

滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法之蔡仲巾千创作(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流——限流式; 如图1所示,当滑动头P 从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。

注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

2.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用——分压式。

如图2所示,电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等,改变P 的位置改变用电器R 两端电压,实现调制电压作用。

(二)两种电路的特点及选取:1.电压和电流的调节范围⑴限流式接法 电压范围:U U R R R p ~+; 电流范围:R U R R U p ~+。

⑴限流式接法⑵分压式接法(上式中:R 为用电器的电阻,Rp 为滑动变阻器的全电阻。

) 可见:限流电路的调节范围与Rp 有关。

在电源电压U 和用电器电阻R 一定时,Rp 越大,用电器上电压和电流的调节范围也越大;当Rp 比R 小得多时,用电器上的电压和电流的调节范围都很小。

⑵分压式接法 电压范围:U ~0 ; 电流范围:R U~0。

可见:分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp 无关。

2.两种电路的比较:⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。

3.选择原则:由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)。

但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变更范围较大;②明确要求某部分电路的电压从零开始变更;例:测定小灯泡的伏安特性曲线。

③若采取限流接法,电路中的最小电流仍超出用电器的额定电流。

例:用伏安法测金属电阻Rx(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6A,电压表内阻为几kΩ,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5A,试画出丈量Rx的原理图。

滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法

滑动变阻器的限流式和分压式接法(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流——限流式;如图1所示,当滑动头P 从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。

注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

2.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用——分压式。

如图2所示,电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等,改变P 的位置改变用电器R 两端电压,实现调制电压作用。

(二)两种电路的特点及选取: 1.电压和电流的调节范围 ⑴限流式接法 电压范围:U U R R R p ~+; 电流范围:RUR R U p ~+。

(上式中:R 为用电器的电阻,R p 为滑动变阻器的全电阻。

)可见:限流电路的调节范围与R p 有关。

在电源电压U 和用电器电阻R 一定时,R p 越大,用电器上电压和电流的调节范围也越大;当R p 比R 小得多时,用电器上的电压和电流的调节范围都很小。

⑵分压式接法 电压范围:U ~0 ; 电流范围:RU~0。

可见:分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp 无关。

2.两种电路的比较:⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。

3.选择原则:由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)。

但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变化范围较大; ②明确要求某部分电路的电压从零开始变化; 例:测定小灯泡的伏安特性曲线。

③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

⑴限流式接法⑵分压式接法例:用伏安法测金属电阻R x(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6A,电压表内阻为几kΩ,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5A,试画出测量R x的原理图。

滑动变阻器分压和限流式

滑动变阻器分压和限流式

G
D.增大R2 ,减小R1
பைடு நூலகம்
a
b
R1
R2
此课件下载可自行编辑修改,此课件供参考! 部分内容来源于网络,如有侵权请与我联系删除!
【例1】测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:
A.电流表(量程100μA,内阻2 kΩ)
B.电流表(量程700μA,内阻300Ω)
C.电压表(量程15 V,内阻100 kΩ)
D.电压表(量程50 V,内阻500 kΩ)
E.直流稳压电源(电动势15 V,允许最大电流1 A)
F.滑动变阻器(最大电阻1 kΩ,额定功率1 W)
R3
C2
B
半偏法
如图所示,电流表G的内阻不可忽略不计, R1、R2是两个可变电阻,当a、b间的电压为4V 时,电流表的指针G刚好满偏,当a、b间的电压 为3V时,如果仍要使电流表G的指针满偏,下列
方法中可行的是( AB )
A.保持R2不变,增大R1
B.增大R1 ,减小R2
C.保持R2不变,减小R1
(3) 量程为15 V的电压表,其最小分度为0.5 V, 读数 要估读到最小分度的,因此最后读数如果以伏特为单位,小 数点后面只有一位,尾数为0、1、2、3、4…
如图7所示伏特表指针位置,若用0-3V量程时,
读数为2.50V 如图8所示安培表指针位置,若用0-3A量程时,
读数为1.60A
图7
图8
基本仪器的读数
用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:
A.待测电阻Rx:范围在5—8Ω,额定功率1W B.电流表A1:量程0—0.6A(内阻0.2Ω) C.电流表A2:量程0—3A(内阻0.05Ω) D.电压表V1:量程0—3V(内阻3KΩ) E.电压表V1:量程0—15V(内阻15Ω) F.滑动变阻器R:0—100Ω
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

滑动变阻器的限流式和分压式接法滑动变阻器的限流式和分压式接法(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:1.通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流,以控制电路中的电流——限流式;如图1所示,当滑动头P从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,变阻器起控制电路电流作用。

注意:实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

2.通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压,起调压器的作用——分压式。

如图2所示,电阻R与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等,改变P的位置改变用电器R两端电压,实现调制电压作用。

(二)两种电路的特点及选取:1.电压和电流的调节范围⑴限流式接法电压范围:UURRRp~+;电流范围:RURRUp~+。

(上式中:R为用电器的电阻,R p为滑动变阻器的全电阻。

)可见:限流电路的调节范围与R p有关。

在电源电压U和用电器电阻R一定时,R p越大,用电器上电压和电流的调节范围也越大;当R p比R小得多时,用电器上的电压和电流的调节范围都很小。

⑵分压式接法电压范围:U~0;电流范围:RU~0。

可见:分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp无关。

2.两种电路的比较:⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。

⑴限流式接法⑵分压式接法⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。

3.选择原则:由于限流式电路能节约能源,一般情况下优先选择限流式接法(以提高电路效率)。

但在下列几种情况下,必须选择分压式连接方式:①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时,且实验要求电压(电流)的变化范围较大;②明确要求某部分电路的电压从零开始变化;例:测定小灯泡的伏安特性曲线。

③若采用限流接法,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。

例:用伏安法测金属电阻R x(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6A,电压表内阻为几kΩ,量程为3V,电源电动势为9V,滑动变阻器的阻值为0~6Ω,额定电流为5A,试画出测量R x的原理图。

4.几点说明:⑴对实验器材和装置的选择,应遵循的几条主要原则:①安全性原则②准确性原则③方便性原则④经济性原则⑵分压电路中,在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流(或电压)的条件下,尽量选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。

例:在采用分压电路做实验,提供滑动变阻器有:滑动变阻器A,阻值范围0~20Ω,额定电流2.0A;滑动变阻器B,阻值范围0~200Ω,额定电流1.0A,根据其它实验仪器的规格和实验需要,若两个变阻器都满足电流要求,则以选滑动变阻器阻值较小的A为好。

(因为调节方便)三、两种连接方式的选取(来自04)在负载电流要求相同的情况下,限流电路中干路电流比分压电路中的干路电流更小,所以限流电路中消耗的总功率较小,电源消耗的电能就较小,这说明限流具有节能的优点。

在实际电路设计时应视实验要求灵活选取分压电路或限流电路。

(一)分压电路的选取1.若实验要求某部分电路的电压变化范围较大.或要求某部分电路的电流或电压从零开始连续可调.或要求多测几组I、U数据,则必须将滑动变阻器接成分压电路。

例1:测定小灯泡“6V,3W”的伏安特性曲线,要求实验中灯泡两端的电压从零开始连续可调。

供选择的器材有:电压表V,(量程6V,内阻20kD,),电流表A.(量程3A,内阻0.2Q),电流表A,(量程0.6A,内阻lfl),变阻器R,(0~100fl,0.5A),变阻器R,(0~20fl,0.2A),学生电源E(6—8v)、开关及导线若干。

选择出符合实验要求的实验器材并设计出实验电路。

分析:不管是从题中要求灯泡两端电压必须从零开始连续可调的角度考虑.还是从为了最终能较准确画出伏安特性曲线必须多测几组I、U数据的角度考虑.限流电路都难以满足要求,因此必须采用分压电路。

实验电路如图3所示。

器材包括:电压表V,、电流表A,、变阻器R,、电源、开关及导线。

若实验中要用小阻值的滑动变阻器控制大阻值负载.或者题中所给电源电动势过大.尽管滑动变阻器阻值也较大.但总电流大予负载的额定电流值,或总电流大于接入电表的量程,此时的滑动变阻器也应接成分压式电路:若负载电阻的额定电流不清楚,为安全起见.一般也连成分压电路。

例2:为了较准确地用伏安法测定一只阻值大约是3kn的电阻,备用的器材有:A、直流电源,电压12V,内阻不计;B、电压表,量程O一3—15V,内阻10kft;C、电流表,量程0~0.6~3A,内阻20n;D、毫安表,量程5mA,内阻200Q;E、滑动变阻器,阻值0~50Q;G、电键及导线若干。

试设计出实验电路。

分析:本题中,由于待测电阻约为3kQ.而滑动变阻器控制大阻值负载的情况.因此应将滑动变阻器接成分压电路.否则无法调节负载电阻两端的电压及通过负载电阻的电流的有效变化而造成较大的偶然误差。

设计电路如图4所示(外接法及电表选取分析略)。

例3:用伏安法测一个电阻Rx的阻值。

提供器材有:待测电阻Rx(约5knl、电压表(0—3V,内阻100k11)、微安表(0~500puA,内阻100f1)、变阻器(0~20kfl)、稳压电源(输出电压15V)。

试设计出实验电路。

分析:若接成限流电路,电路中最小电流:I⋯=E/R=15/(5+20)x10。

A=0.6x10。

A=600¨A。

大于微安表的量程。

因此,为了电路安全必须将变阻器接成分压电路,如图2所示。

(二)限流电路的选取1.一般说来,题目若没有特别的要求.由于限流电路具有节能的优点。

并且限流电路的连接较为简便,则优先采用限流接法。

由图1和图2不难看出。

若用电器正常工作,图2电路中的总电流必然大于图1电路中的总电流。

因而图2分压电路消耗的电功率较大。

所以,为了节能和电路连接的方便.通常采用限流式接法。

2.若题目中要用较大阻值的滑动变阻器控制阻值较小的负载,在保证负载和电表安全的前提下,一般也将滑动变阻器接成限流电路。

例4:在上述的图2电路中,如果Rx较小,R较大,那么在P由a滑到b的过程中,由于Pa电阻与Rx并联的电阻较接近Rx.因此在开始的很长一段距离上Rx上的电压变化较小.而在P接近b端时,因并联值与P电阻迅速接近而使Rx上电压发生突变(即突然增加),故此不易控制,所以此种情况下应把滑动变阻器接成限流电路。

可见。

如若切实掌握了分压与限流接法的电路特点和电路选择原则,有关滑动变阻器的连接问题就可迎刃而解了。

3接法选择(来自06)滑动变阻器通常选用限流接法,但在下列三种情况下,必须选择分压接法.(1)采用限流接法时,负载的额定值或测量仪表的量程小于实际值时,采用分压接法.[例」用伏安法测金属电阻x R (约为5Ω)的阻值,已知电流表内阻为1Ω量程为0.6A ,电压表内阻为几千欧,量程为3V ,电源电动势为9V ,滑动变阻器的阻值为06Ω:额定电流为5A ,试画出测量电阻x R 的原理图.分析与解答①经估算可知,电流表应外接.②如果变阻器采用限流接法,负载x R 的电压变化范围约为459V V n:,显然负载x R 的实际外加电压总大于与其并联的电压表的量程,应采用分压接法,实际电路应如图3所示.(2)变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其它电阻阻值时,采用分压接法.由于采用限流接法时,负载x R 的电压变化范围为x x R R R εε+:,当x R R ≤时,1/x x xR R R R R εεε==++。

所以此种接法,负载的电压变化极小,变阻器起不到改变负载电压(或电流)的作用.所以此时一定采用分压接法.(3)问题要求回路中某部分电路,电压从零开始连续变化.显然滑动变阻器采用分压接法才能满足要求.在两种接法都能满足的情况下,应采用限流接法.因为分压接法比限流接法多接通一条支路(图1中的a,P),如果使用相同的变阻器在达到相同要求时,分压接法消耗的电功率总比限流接法大些,这部分浪费的电功率应越小越理想.滑动变阻器两种连接方式的选择原则滑动变阻器是电学实验中用的器材,它在电路中的连接式是中学物理实验教学的难点也是历年高考的一个重要考点滑动变阻器在电路中的连接方有两种,一种是限流式接法(如1a),另一种是分压式接法(如1b)。

下面我们对滑动变阻器两种连接方式进行分析。

1两种连接方式的区别假设AB两端电压为U(1)消耗的功率不同限流式电路消耗的功率为2112xUP I UR R==+分压式电路消耗的功率为222121xxUP I UR RRR R==++因为11xxxR RRR R<+,所以12I I<,因此12P P<,即限流式电路节约电能。

(2)用电器xR分得电压变化范围不同限流式电路用电器x R 分得电压x U 的变化范围为0x xR U U R R +:。

可见用电器分得电压变化范围较小,且不能从零开始变化。

分压式电路用电器x R 分得电压x U 的变化范围为0U :。

可见用电器分得电压变化范围较大,且可从零开始变化。

2 两种连接方式的选择原则(1)节能优先的原则在实验中,如果碰到滑动变阻器以限流方式或分压方式连接成电路均可的情况时,因为限流方式比分压方式节能,应先考虑限流方式。

例如在高二学生实验“测金属的电阻率”中,待测金属丝的电阻大约为10Ω,所提供的滑动变阻器电阻为050Ω:,待测电阻小于滑动变阻器的电阻,采用限流或分压两种方式的电路对通过x R 的电流均有明显的控制作用因此,两种连接方式连入电路均可。

但是,前面分析过,限流方式比分压方式更节能,所以应优先考虑限流方式。

只有当被测电阻远大于滑动变阻器电阻时,即使滑动变阻器滑动触头从一端滑至另一端,x R 两端电压和流入x R 的电流变化仍极小,滑动变阻器的限流作用不明显,这时滑动变阻器只能采用分压式接法。

(2)保护用电器的原则物理实验首先要保证电路中各种用电器的安全,当题目所提供的仪器,如电表量程或电阻的最大允许值不够时,限流式接法不能保证电路中各种器件的安全工作,此时应该采用分压式接法。

现以1997年高考题为例进行分析。

[例1]某电压表的内阻在2050k k ΩΩ:之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:待测电压表V(量程3V),电流表1A (量程200μA),电流表2A (量程5mA),电流表3A (量程0.6A ),滑动变阻器R(最大阻值1k Ω),电源E(电动势4V),电键K,为了尽量减小误差,要求测多组数据。

试画出符合要求的实验电路图。

本题如果采用限流式接法,被测电压表与滑动变阻器串联,加在电压表上的最小电压为0 3.8x xER U V R R ==+,已超过电压表的量程,将损坏电表,故应该采用分压式接法。

(3)适用性原则如果题目对实验有特殊要求,则应在保证用电器安全的前提下,按照题目的要求选择合适的连接方式。

相关文档
最新文档