高二物理限流电路和分压电路(完整资料)
2023届高考物理一轮复习限流电路和分压电路课件
一个电路一般可分为电源、控制电路和测量电路三部分。控制电路的
任务就是控制负载的电流和电压，使其达到预定的要求。常用的是限
流电路和分压电路。控制元件主要使用滑动变阻器或电阻箱。
1、限流电路
电路如图所示，根据欧姆定律可知，电流的最大值
和最小值分别为 = ， =
．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 (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5k Ω 、电压
表(0—3V，内阻100k Ω)、微安表(0～500uA，内阻100 Ω)、变阻器(0～20k Ω)、
直流电源，电压12V，内阻不计；B、电压表，量程O一3—15V，内阻10k Ω ；C、
电流表，量程0～0．6～3A，内阻20 Ω ；D、毫安表，量程5mA，内阻200 Ω ；E、
滑动变阻器，阻值0～50 Ω ；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3k Ω ．而滑动变阻器控制大阻值负载的情况
0．5A)，变阻器R，(0～20 Ω ，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。实验电路如图所示。器材包括：电压
即 ∈[
+0
, ]
( +0 )
限流电路和分压电路
需要注意的是，在设计和应用限流电路和分压电路时，要仔细考虑电路的要求和特性，并选择合适的元件和参数，以确保电路的正常运行和所需功能的实现。
分压电路（Voltage Divider Circuit）是一种用于将电压进行分压的电路。它由两个或多个电阻组成，将输入电压分成不同的输出电压。分压电路常用于测量、信号调节和电压适配等应用中。
分压电路的输出电压取决于电阻的比例关系。根据欧姆定律，当电流通过电阻时，电压将按照电阻的阻值比例分布。因此，通过选择适当的电阻值，可以实现所需的输出电压分压比。
限流电路（Current Limiting Circuit）是一种电路设计，用于限制电流的流动。它可以通过控制电流的大小，以保护电路中的元件免受过大电流的损害。限流电路常见的应用场景包括电源、电池充电器、电动机驱动器等。
限流电路通常采用电流感知器件（如电流传感器或电阻）来监测电流的大小。当电流超过设定的ห้องสมุดไป่ตู้值时，限流电路会触发并采取措施来限制电流的流动，如降低输出电压、调整电路参数或通过控制元件（如开关）来限制电流。
限流电路与分压电路
限流电路与分压电路一、滑动变阻器滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器, 是一个能连续改变电阻值的可变电阻,它在电路中用于调控用电器的电流、电压。
常用的接法有分压式和限流式两种。
如图所示，滑动变阻器共有四个接线柱(图中的A、B、C、D)，不同的连接方式可达到不同的效果．在滑动变阻器处于线圈的中部时：1.当导线接AD或AC时，滑片P向左移动滑动变阻器电路图时，接入电路的电阻变小，电流变大；当滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，电流变小。
2.当导线接BC或BD时，滑片P向左移动时，接入电路的电阻变大，电流变小；当滑片P向右移动时，接入电路的电阻变小，电流变大。
3.当导线接CD时，这时的电阻几乎为0，电流十分大。
此时电阻的阻值不可以通过移动滑片P来改变，所以这时就相当于一个定值电阻。
另外，如果这样直接接到电源上，就会发生电源短路。
4.当导线接AB时，电阻是最大的，通过的电流很小。
此时电阻的阻值也不可以通过移动滑片P来改变，也相当于一个定值电阻，直接接到电源上不会发生电源短路。
二、限流电路与分压电路在如图所示的电路中，滑动变阻器总电阻是R0，负载D电阻R，S是开关，整个电路两端接在恒定的电压U上，电表均为理想电表。
(1)若开关处于闭合状态时，该电路是限流电路，移动滑片，负载电阻得到的电压范围是怎样的？闭合开关前，滑片P应该在最端，目的是保护负载D。
(2)若开关处于闭合状态时，该电路是分压电路，移动滑片，负载电阻得到的电压范围是怎样的？闭合开关前，滑片P应该在最端，目的是保护负载D。
(3)限流电路与分压电路的区别：A.限流电路滑动变阻器实际接入电路时接个接线柱；分压电路滑动变阻器实际接入电路时接个接线柱B.限流电路电压、电流调节范围，分压电路电压、电流调节范围；C. 限流电路简单，耗能小，分压电路复杂，耗能多。
例1：如图所示，AB间的电压为30 V，三个电阻的阻值相等，中间的为滑动变阻器．改变滑动变阻器滑片的位置，可以改变CD间的电压，则U的变化范围是()A．0～10 V B．0～20 VC．10～20 V D．20～30 V例2：如图所示，滑动变阻器R1的最大值是200 Ω，R2＝300 Ω，A、B两端的电压U AB＝8 V.(1)当开关S断开时，移动滑动片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？(2)当S闭合时，移动滑动片P，R2两端可获得的电压变化范围又是多少？课后练习1. 三个阻值都为12Ω的电阻，它们任意连接、组合，总电阻可能为（ ）A.4ΩB. 24ΩC. 18ΩD. 36Ω2. 某种位移传感器的工作原理如图，物体M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属杆P,通过理想电压表（内阻非常大）显示的数据，来反映物体位移的大小x ，则下列说法正确的是 （ ）A. 物体M 运动时，电路中的电流会发生变化B. 物体M 运动时，电压表示数会发生变化C. 物体M 不动时，电路中没有电流D. 物体M 不动时，电压表没有示数3. 下列说法不正确的是 （ ）A. 一个电阻R 与一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零B. 并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻C. 在并联电路中，任意一支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小D. 电阻R 和阻值无限大的电阻并联，总电阻无限大4. 如图所示，滑动变阻器R 1的最大值是200 Ω，R 2＝R 3＝300 Ω，A 、B 两端的电压U AB ＝8 V.(1)当开关S 断开时，移动滑动片P ，R 2两端可获得的电压变化范围是多少？(2)当S 闭合时，移动滑动片P ，R 2两端可获得的电压变化范围又是多少？5. 利用滑动变阻器的分压作用给负载供电。
高二物理-分压法、限流法
（3）【烧表必分】
若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过 RL 或电表的 额定值时，只能采用分压接法。
2.下列情况可选用限流式接法 （1）测量时对电路中的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 RL 与 R0 相差不大或 RL 略小于 R0，采用限流式接法. （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，可考虑 安装简便和节能因素优先采用限流式接法. 三、例题赏析 例 1：如图 10-3 所示，滑动变阻器电阻最大值为 R，负载电阻 R1=R， 电源电动势为 E,内阻不计. （1）当 K 断开，滑动头 c 移动时，R1 两端的电压范围是多少？ （2）当 K 闭合，滑动头 c 移动时，R1 两端的电压范围是多少？ （3）设 R 的长度 ab=L,R 上单位长度的电阻各处相同，a、c 间 长度为 x，当 K 接通后，加在 R1 上的电压 U1 与 x 的关系如何？ 【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压， 把握限流和分压电路的原理是关键
滑动变阻器分压与限流两种接法的选择
滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，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.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考 生应考的难点. 一、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：
如图 10-2 所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为 R0）对负载 RL 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.
（量程 0~15 V，内阻 15 kΩ）;滑动变阻器 R0（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为 6 V）、 开关、导线.
高二物理-分压法、限流法
滑动变阻器分压与限流两种接法的选择滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，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.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.一、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 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RL 上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载RL 上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法E U E R R R L L L ≤≤+0 L L L R E I R R E ≤≤+0 L EI 分压接法 E U L ≤≤0 L L R E I ≤≤0 )(ap L I I E +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①限流法：如图（a ）所示，待测电阻上电压调节范围为E E R R R L L ~0+.显然，当R 0<<R L 时，在移动滑动触头的过程中，电流的变化范围很小，总电流几乎不变，U L 也几乎不变，无法读取数据；当R 0>>R L 时，滑动触头在从b 向a 滑动的过程中，先是2.下列情况可选用限流式接法（1）测量时对电路中的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R0相差不大或R L略小于R0，采用限流式接法.（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，可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法.三、例题赏析例1：如图10-3所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为E,内阻不计.（1）当K断开，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？（2）当K闭合，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？（3）设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同，a、c间长度为x，当K接通后，加在R1上的电压U1与x的关系如何？【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路的原理是关键【解析】（1）若K断开，则该控制电路为滑动变阻器的限流接法，故≤U1≤E （2）若K闭合，则该控制电路为滑动变阻器的分压接法，故0≤U1≤E（3）U1=IR并，R并=,I=得：U1=【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同例2：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约5 Ω,额定功率为1 W）；电流表A1（量程0~0.6 A,内阻0.2 Ω）;电流表A2（量程0~3 A，内阻0.05 Ω）;电压表V1（量程0~3 V，内阻3 kΩ）;电压表V2（量程0~15 V，内阻15 kΩ）;滑动变阻器R0（0~50 Ω）,蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图. 【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=V≈2.2 V,I=A=0.45 A.则电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Ω＞Rx，则电流表必须外接.因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为Imin==0.11 A＜I额，因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示.【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于调节，故限流接法是首选，只要能保证安全且有一定的调节范围即可。
串联和并联电路的特点(限流电路与分压电路) 课件
例3 如图5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UAB＝8 V.
图5 (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？ 答案 4.8～8 V
(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 0～8 V 解析 当S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法， 当滑片在最下端时，R2两端电压为0， 当滑片在最上端时，R2两端的电压最大，为8 V， 所以R2两端的电压变化范围为0～8 V.
2.如图所示，三个电阻构成并联电路.
(1)若R1＝R2＝R3＝R，则此并联电路的总电阻R总为多少？ 答案 由并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和得 R1总＝R11＋R12＋R13＝R3， 解得 R 总＝R3.
(2)若R1<R2<R3，流过每个电阻的电流由小到大如何排序？
答案 由并联电路各支路两端电压相等得 I1R1＝I2R2＝I3R3 又由于R1<R2<R3，则I3<I2<I1.
(1)若R1＝R2＝R3＝R，则此串联电路的总电阻R总为多少？ 答案 由于串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，则R总＝R1＋R2＋R3＝3R.
(2)若R1<R2<R3，每个电阻两端的电压由小到大如何排序？
答案 由串联电路各处电流相等得 UR11＝UR22＝UR33 又由于R1<R2<R3，则U1<U2<U3.
二、滑动变阻器限流式和分压式接法
限流式
分压式
电路组成
变阻器接入 电路的特点
调压范围
采用“一上一下”的接法
ERx ～E R＋Rx (不计电源内阻)
采用“两下一上”的接法
0～E (不计电源内阻)
高中物理滑动变阻器的分压接法与限流接法
一、滑动变阻器的分压接法与限流接法滑动变阻器的分压接法与限流接法各有什么特点？如何选用？滑动变阻器是电学实验中较重要、较常用的仪器，它能够改变电压和电流的大小.滑动变阻器在电路中有两种连接方式，即分压式和限流式.(1)电路特点图甲为分压式电路，图乙为限流式电路.其中R 为用电器电阻，R 0为滑动变阻器的电阻，A 、B 为两端接线柱，C 为滑动触头，E 、r 为电源电动势和内阻.由图可知，两种电路的电路结构性质大不相同.分压电路中，R 0全部接入电路，R 与R BC 并联后又与R AC 串联，组成混联电路.而在限流电路中R 0的一部分接入电路，并与R 串联组成简单的串联电路.一、分压式电路的特点：①滑动触头必须从B 到A 调节，不致在接通电路时，因超过额定电压而烧坏用电器.②电压可以从零开始变化。
当滑动触头C 由B 向A 滑动时，用电器上的电压由零逐渐变大。
③R 上的电压变化范围是零到0000RR E RR R R r R R ⋅+++，当电源的内阻r 可以忽略时，R 上的电压变化范围是0~E .④当R <<R 0时,C 由B 向A 滑动时，R 上电压变化缓慢，C 接近A 端时电压开始迅速增加，不利于电压调节；当R >>R 0时，电路外电阻主要由R 0决定.当C 由B 向A 滑动时，R 上的电压变化较快，容易达到所需电压，即R >>R 0时常采用分压式电路.二、限流式电路的特点：①使用限流式电路做实验时，开始滑动触头C 应在B 端，防止实验中电流过载而烧坏用电器.②当滑动触头C 由B 向A 滑动时，外电路电阻变小，电流由小变大，通过R 上的电流始终不为零，电流I 在r R E +到rR R E ++0之间变化. ③当R>>R 0时，电流可调范围较小；当R <<R 0时，电流可调范围较大，这时经常采用限流式电路.由以上分析得出：当R >>R 0时，常采用分压式电路；当R <<R 0时，常采用限流式电路.关于限流接法和分压接法的一些理论分析在限流接法中，如电路负载电阻为R，滑动变阻器总电阻为r，电源的电动势为E，电源的内电阻忽略不计，则电路中电流的变动范围为E／R≥I≥E／（R＋r）。
高二物理限流电路和分压电路
图3 限流电路和分压电路1. 限流和分压接法的比较（1）限流电路：如图2所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没有电流流过。
该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围：U ≥U 用≥UR 用/（R 0+R 用），电流调节范围：U /R 用≥I 用≥U /（R 0+R 用 ）。
即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小。
要使限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R 0。
另外，使用该电路时，在接通电前，R 0 应调到最大。
（2）分压电路：如图3所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R 用并联后再与滑动变阻器的右边串联。
注意滑动变阻器的两端都有电流流过，且不相同。
该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围为U ≥U 用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大。
电流调节范围为E /R 用≥I 用≥0。
使用分压电路，在当R 0<R 用时，调节性能好。
通电前，滑片P 置于A 端，使U 用 =0。
2两种用法的选择A 优先选用限流式，从电能损耗方面分析消耗电能少。
用限流式具有电源负担轻，电路连接简便等优点。
B 如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法：① 用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。
例1、1993年全国高考题）将量程为100μA 的电流表改装成量程为1 mA 的电流表，并用一标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准.校准时要求通过电流表的电流能从零连续调到1 mA ，试按实验要求画出电路图.例2、（1999广东卷）用图3中所给的实验器材测量一个“12V ，5W ”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A 、0.6A 两档，内阻可忽略，电压表有15V 、3V 两档，内阻很大。
测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0V 调到12V 。
⑴按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。
⑵其次测量时电流表的指针位置如下图（b ）所示，其读数为 A②要求电器的电压或电流变化范围大，负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。
高中物理课件-6、分压式与限流式
解析 Rx 的阻值大约为 10 Ω，与电流表内阻接近，因此用电 流表外接法，同时 Rx 的大约值小于滑动变阻器的总阻值，因 而采用限流接法，故选用甲电路；电源电动势 E＝4.5 V，E＝
Im(Rx＋RA)，Im＝41.45 A＝0.321 A＝321 mA 或 Im＝41.25 A＝
0.375 A＝375 mA，电流表选 D。U＝ImRx＝0.321×10 V＝3.21 V，因而电压表选 C，变阻器 R2 最大值为 500 Ω，与 Rx 偏差 太大，因此变阻器选 F。
电 路 图
电压可 调范围
分压式
V
A
RX
aRb Ek
0~E
限流式
V
A
RX
a
R
b
Ek
Rx E ~ E Rx R
已知电源电动势为10V,R=10Ω，RX=5Ω，不 考虑电源及电流表内阻，求上述两种情况下，
RX两端电压的取值范围
说明：限流､分压接法的选取原则:
①、若实验要求Rx的电压从零开始连续可调,则必须
答案 甲 A、C、D、F、H
RX>R滑分压式 RX<R滑限流式
大控小，小控大
采用分压式电路
② 、若R<<Rx, 应选用分压电路.
内外接分压与限流.ppt
（2）分压式：二下一上，从零调起
恒定电流（选修）
高二物理组
内接，分压
恒定电流（选修）
内接，限流
高二物理组
外接，分压
恒定电流（选修）
外接，限流
高二物理组
分压
限流
RL R U
0 UL U
恒定电流（选修）
RL R
U
RL RL
R
U
UL
U
高二物理组
d
D
S
D
d
2
D
2
2 2
D d d
若膜为很薄，即d D
则S Dd
恒定电流（选修）
若膜为很薄， 即d D
则S 2 D d
2
Dd
高二物理组
8. 伏安特性曲线：I－U图像
切线
a
割线
b
恒定电流（选修）
高二物理组
恒定电流（选修）
R1 R2
高二物理组
恒定电流（选修）
高二物理组
1. 螺旋测微器（千分尺）：
恒定电流（选修）
高二物理组
2. 实验：测金属丝电阻率
恒定电流（选修）
高二物理组
3.
伏安法测电阻：R测
U I
电流表内接法
U I Rx RA
Rx
恒定电流（选修）
电流表外接法
U RV Rx I RV Rx
Rx
高二物理组
4. 滑动变阻器：限流式
高二物理组
7. 滑动变阻器：分压式
恒定电流（选修）
UБайду номын сангаас
分压与限流电路及实物图
二、实物图连接 先画电路，后连实物 避免交叉，接线到柱 电源电键，两柱一线 先串后并，量程正负
Байду номын сангаас
课堂小结
• 复习内外接的选择 • 分析了两种电路的电流、电压特点 • 分析了两种电路在实验题中需要考虑
2
12
2
3
13
思考四：这两个电路都是分压吗？
12 2
13
13
12 2
12
12
思考五：为什么这个电路很危险？
a
b
Er
⑴ 滑片处在b端时？ ⑵ 滑片处在a端时？
课堂练习
伏安法测电阻，画出限流、分压两种电路。 已知电源电动势3V ，内阻不计，且：
课堂练习-变化①
如果电流表的内阻是已知的： 为了尽可能准确的测量Rx，应选用何种电路？ 其他条件不变：
内接测试大电阻外接测量小电阻比较rx编辑ppt一分压电路与限流电路一分压电路与限流电路s合上前保证r全部连入电路s合上前保证r全部连入电路上电压电流调节范围较小s合上前保证r的电压为零s合上前保证r上电压电流调节范围较大且可从零开始连续调节
分压与限流电路及实物图
遵化一中 王明玉
★课前复习
V
V
A
Rx
电压范围
电压范围
电流范围
电流范围
思考一：干路电流范围？
U
U
从分压电路干路电流较大的角度分析， 相对限流电路，有何劣势？
思考二：如果考虑电源内阻呢？
Er 电压范围：
电流范围：
Er 当滑片滑到最右端时，路端电压 最大，R与Rx并联，有
限流电路和分压电路.pptx
四、电阻的测量
伏安法测电阻的两种电路
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常
叫“外接法”
V
A R
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常
叫“内接法”
V
A R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两 种方法测量电阻都有误差．
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十、电阻的测量 伏安法测电阻的误差分析
电流表外接法 V
电压表示数 U U
如图所示电流表和电压表的读数分别为
10V和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R 的测量值比真实小值 ,测量值10为0Ω ,真实 值为125Ω .
R
cA
d
V
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一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学 用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各 测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b) 图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,（用a） 图测得Rx的误差较小,测量值Rx1=000Ω .
B
R
E
s
图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx
的电压可调范围 0 ~ E
分压式电路的特点:
1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范 围较大. 但电路结构较为复杂.
2.电能损耗较大.
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三、限流和分压电路的选取
限流式
分压式
可调范围 变阻器
Rx E ~ E Rx R
较大阻值
Hale Waihona Puke 0~E较小阻值V
电流表示数
IA IR
R测
UV IA
>
R真
UR IR
A R
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
高二物理-分压法、限流法
滑动变阻器分压与限流两种接法的选择滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，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.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点.一、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 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RL 上电压调节范围（忽略电源内阻）负载RL 上电流调节范围（忽略电源内阻）相同条件下电路消耗的总功率限流接法E U E R R R L L L 0L L L R E I R R E 0L EI 分压接法E U L 0L L R E I 0)(ap L I I E 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①限流法：如图（a ）所示，待测电阻上电压调节范围为E E R R R L L~0.显然，当R 0<<R L 时，在移动滑动触头的过程中，电流的变化范围很小，总电流几乎不变，U L 也几乎不变，无法读取数据；当R 0>>R L 时，滑动触头在从b 向a 滑动的过程中，先是电流表、电压表的示数变化不大，后来在很小的电阻变化范围内，电流表、电压表的读数变化很快，也不方便读数，只有当R L 与R 0差不多大小时，才能对电流、电压有明显的调控作用。
在同样能达到目的的前提下，限流法较为省电，电路连接也较为简单。
②分压法：如图（b ）所示，待测电阻上电压调节范围为0～E ，且R 0相对于R L 越小，R 上的电压变化的线性就越好.当R 0>>R L 时，尽管U L 变化范围仍是0～E ，但数据几乎没有可记录性，因为在这种情况下，滑片从左端滑起，要一直快到右端时，电压表上示数一直几乎为零，然后突然上升到E ，对测量几乎没有用处。
因此，分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。
高中物理第二章 3 课时1 串联、并联电路 限流和分压电路
A.一直为U
B.一直为0
√C.逐渐增大到U
D.先逐渐增大到U再逐渐减小到0
图12
解析 滑动变阻器为分压式接法，灯泡两端的电压在0～U范围内变化， 选项C正确.
1234
4.(串、并联电路分析)如图13所示的电路中，U＝24 V，
滑动变阻器R2的最大阻值为100 Ω，R1＝50 Ω.当滑片P
滑至R2的中点时，电压表的示数为
图10
解析 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，R2获得最大电压，为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，UR2＝
R2 R1＋R2
UAB＝4.8
V，
所以R2两端的电压变化范围为4.8～8 V.
(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 0～8 V
相等 . (3)电阻关系：1 ＝
R11＋R12＋R13＋…＋R1n
，并联电路的总电阻的倒数等于各
R
局部电路电阻的倒数 之和 .
(4)电流分配规律关系：IR＝I1R1＝I2R2＝…＝InRn ＝U，并联电路中通过
各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比 .
三 限流电路和分压电路
1.限流电路：如图2甲所示限流电路中，器件D(电阻为R)两端电压的变化范围
图1
二 电阻的串联和并联
1.串联电路的特点：
(1)电流关系：I＝ I1＝I2＝I3＝…＝In ，串联电路各处的电流 相等 .
(2)电压关系：U＝ U1＋U2＋U3＋…＋Un ，串联电路两端的总电压等于各
局部电路电压 之和 .
(3)电阻关系：R＝ R1＋R2＋R3＋…＋Rn ，串联电路的总电阻等于各局部电
限流电路和分压电路(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】限流电路和分压电路1. 限流和分压接法的比较（1）限流电路：如图2所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没有电流流过。
该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围：U ≥U 用≥UR 用/（R 0+R 用），电流调节范围：U /R 用≥I 用≥U /（R 0+R 用 ）。
即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小。
要使限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R 0。
另外，使用该电路时，在接通电前，R 0 应调到最大。
（2）分压电路：如图3所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R 用并联后再与滑动变阻器的右边串联。
注意滑动变阻器的两端都有电流流过，且不相同。
该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围为U ≥U 用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大。
电流调节范围为E /R 用≥I 用≥0。
使用分压电路，在当R 0<R 用时，调节性能好。
通电前，滑片P 置于A 端，使U 用 =0。
2两种用法的选择A 优先选用限流式，从电能损耗方面分析消耗电能少。
用限流式具有电源负担轻，电路连接简便等优点。
B 如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法：① 用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。
例1、1993年全国高考题）将量程为100μA 的电流表改装成量程为1 mA 的电流表，并用一标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准.校准时要求通过电流表的电流能从零连续调到1 mA ，试按实验要求画出电路图. 图3图2图3例2、（1999广东卷）用图3中所给的实验器材测量一个“12V ，5W ”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A 、0.6A 两档，内阻可忽略，电压表有15V 、3V 两档，内阻很大。
测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0V 调到12V 。
⑴按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。
⑵其次测量时电流表的指针位置如下图（b ）所示，其读数为 A②要求电器的电压或电流变化范围大，负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。
限流电路和分压电路
解析：
用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于
Rx＜
，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流
接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin=
=24 mA＞10 mA，此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用 分压接法。
图4
U
R RAC K RAc E
R RAC R RAC
RBC
R RAC
R RBC X
上式中， R R
RAC R
R RAC RBC
U
R RAC K RAc E
R RAC R RAC
RBC
R RAC
R RBC X
上式中， R R
RAC R
R RAC RBC
即 I∈[E/(RZ+R0), E/RZ ]
（式中R0表示滑动变阻器的总电阻）
这就是电流的调节范围。R0越大，Imin越小，调节范围越大。
相应的电压调节范围为U ∈[E RZ /(RZ+R0), E ] 。显然U ∈[0, E RZ /(RZ+R0) ]
这个范围内的电压无法获得。
一般情况下负载中的电流为
的话，限流效果很不明显（电流调 节范围很小）。
3、两种用法的选择
(下①例②2(时调化法1)必用如要如)，节不电当须电：求果若，要源负采 器 校 电滑两 或 求 负载用 的 准 器动种 两 从 担电分 电 电 的变电 种 零 轻阻压 压 表 电阻路 电 调 ，的接 或 或 压器都路起能阻法 电 描 或的可都，耗值：流绘电额以满则小小要某流定对足多，于求个变电负实采电变从电化流载验用路阻零学范够的要限连器开元围用电求流接总始件大，流，式简电的，连在和 接 便且阻伏 负续下电 法 。电R安 载可列或压 ，压曲 电调三相有 这、线 阻。种差明 样电的情不显 的流阻况多的 接变值 远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。若接成限流 式，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流变化不明 显，测得的电压和电流取值范围小。
专题+实验电路的基础设计——内外接、限流分压等+课件高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
A
RX
当
>
（即 >
•
)时用内接法
（即 <
•
)时用外接法
内接法
V
A
RX
外接法
当
<
内接法与外接法
2.“内外接”方法的选择判据
2.选用方法——试探法
a.若电压表示数有明显变化，即电
流表的分压作用明显，为了减少电
流表分压带来的影响，用外接；
U2的改变量远小于U
D．若R1比R2小很多，开关S闭合时，滑片P从a移动到b，U2的改变量远小于U
瓜葛相连
（2021·云南·罗平县第二中学高二月考）某同学用伏安法测量导体的电阻
率，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的
电流表。采用分压电路接线，待测电阻丝Rx阻值约为5Ω。
V
A
N
瓜葛相连
（2021·北京·高三期末）如图所示，滑动变阻器的最大阻值是R1，定值电阻的阻值是
R2，A、B两端的电压恒定为U，R2两端的电压用U2表示，则（ C ）
A．开关S断开时，滑片P从a移动到b，U2从0变化到U
B．开关S闭合时，滑片P从a移动到b，U2从0变化到U
C．若R1比R2小很多，开关S断开时，滑片P从a移动到b，
的那一个。
实验电路的连接
三、实验电路的连接
1. 实验仪器的选择
a.选择电压表电流表看实验中量程要符合待测范围。
b. 选择内接法外接法看待测电阻与临界值关系。
c. 选择分压式限流式看实验要求。
d. 滑动变阻器的选择分压和限流的选择。
实验电路的连接
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图3 限流电路和分压电路
1. 限流和分压接法的比较
（1）限流电路：如图2所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没
有电流流过。
该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端的
电压调节范围：U ≥U 用≥UR 用/（R 0+R 用），电流调节范围：U /R 用≥I 用
≥U /（R 0+R 用 ）。
即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小。
要使
限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R 0。
另外，使用该电
路时，在接通电前，R 0 应调到最大。
（2）分压电路：如图3所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R 用并联后再与滑动变阻器的右边串联。
注意滑动变阻器的两端都有电流流
过，且不相同。
该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R 用两端
的电压调节范围为U ≥U 用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大。
电
流调节范围为E /R 用≥I 用≥0。
使用分压电路，在当R 0<R 用时，调节性能好。
通电前，滑片P 置于A 端，使U 用 =0。
2两种用法的选择
A 优先选用限流式，从电能损耗方面分析消耗电能少。
用限流式具有电源负担轻，电路连接简便等优点。
B 如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法：
① 用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。
例1、1993年全国高考题）将量程为100μA 的电流表改装成量程为1 mA 的电流表，并用一标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准.校准时要求通过电流表的电流能从零连续调到1 mA ，试按实验要求画出电路图.
例2、（1999广东卷）用图3中所给的实验器材测量一
个“12V ，5W ”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电
流表有3A 、0.6A 两档，内阻可忽略，电压表有15V 、
3V 两档，内阻很大。
测量时要求加在灯泡两端的电压
可连续地从0V 调到12V 。
⑴按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。
⑵其次测量时电流表的指针位置如下图（b ）所示，其
读数为 A
②要求电器的电压或电流变化范围大，负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。
若接成限流式，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流变化不明显，测得的电压和电流
图3 S R 0 R 用 E A B 图2 S
R 0 R 用 U
图 8 取值范围小。
例3、为了测定一个“6.3V 、1W ”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：
A.电流表（0～3A ，内阻约0.04Ω）
B.毫安表（0～300mA ，内阻约4Ω）
C.电压表（0～10V ，内阻10K Ω）
D.电压表（0～3V ，内阻10K Ω）
E.电源（额定电压6V ，最大允许电流2A ）
F.电源（额定电压9V ，最大允许电流1A ）
G.可变电阻（阻值范围0～10Ω，额定电流1A ）
H.可变电阻（阻值范围0～50Ω，额定功率0.5W ）
I.导线若干根，电键一个。
⑴为使测量安全和尽可能准确，应选用的器材是。
（用字母代号填写）
⑵在右边虚线框内画出电路图，并把图6所示实物图用线连接起来。
分析：①表及内外解法的选取 小电珠的额定电流额I =U P =A 3
.61≈0.16A=16mA ＜300mA ，电流表应选B 。
额U =6.3V ＜10V ，电压表选C ，电源选F 。
珠R =1
3.62
2 P U Ω≈40Ω比10K Ω小得多，仅比毫安表内阻大10倍，故选用安培表外接法。
②滑动变阻器及连接方法的选取
将可变电阻H 接到电源两端，其上电流大若致为I=50
9A=0.18A ，而H 的额定电流H I =50
5.0=0.1A ＜0.18A ，而G 的额定电流为1A ，故从安全性上考虑不宜选用H 。
由于40Ω是可变电阻G 的中值的8倍，故选用分压式连接方式。
若使用限流式，则在灯泡额定电压下，额I =63
10A ，具体操作时额I ≈0.16A 应体现在安培表上，故滑动变阻器此时
大约分压为滑U =9V －6.3V=2.7V 。
故此时滑动变阻器
调节的阻值R=6310
7
.2≈17Ω＞10Ω，因此G 不可能用
限流法，必须使用分压式。
答案：⑴BCFGI ；⑵电路图如图7所示，实物连接如图8所示 解法指导 本题的关键是在“额定电压下”较准确测量这一要求使得变阻器G 无法使用限流式，一般来说，若待测电阻比滑动变阻器阻值大得多时，一般采用分压式。
例4、（97年高考）某电压表的内阻在20KΩ--50 KΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：
A、待测电压表V（量程3V ）；B 、电流表（量程）；C、电流表（量程）；
D、电流表（量程）
E、滑动变阻器R（最大阻值）；
F、电源（电动势4V）；
G、电键K。
（1）所提供的电流表中，应选用____________。
（2）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。
分析：将电流表、电压表串联，只要读出两表读数，即可用公式I=U/R求得电压表的内阻。
通过电压表的最大电流值
故电流表应选A1。
由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻，且要求测多组数据，故变阻器
用分压式连接，如图3所示。
例5. 已知某电阻丝的电阻约为10Ω，现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用；
A. 量程为0.6A，内阻是0.5Ω的电流表。
B. 量程为3V，内阻是6KΩ的电压表。
C. 阻值是0--20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器。
D. 蓄电池（6V）。
E. 开关一个，导线若干。
要求：画出用伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图，测量数据要尽量
多。
分析：若采用限流式接法，由于电阻丝阻值为10Ω，在3V电压（电
压表的量程）下工作，则流过它的最大电流为，改变滑动变阻器
的阻值（0～20Ω），电路中电流变化范围约为，电流取
值范围比较小，故采用分压式接法比较好。
电路图如图4所示。
③采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值。
在安全（I滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超
额定值，电源不过载）、有效（调节范围够用）的前题下，若R用< R0，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电路结构简单，可先采用限流接法；而若R用>>R0，则只能采用分压电路.
例6、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻R x（约100 Ω）;直流电流表（量程0~10 mA、内阻50 Ω）;直流电压表（量程0~3 V、内阻5 kΩ）;直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A）；开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图.
用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于
R x＜，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流
图3
图4
接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，I min==24 mA＞10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法.
④当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻R或相差不多时，若两种电路都可以对负载的电流和电压有明显的调节，或两种电路都满足实验要求，且电压、电流变化不要求从零调起，则多采用限流式接法，这样的接法电源负担轻，能耗小。
例4. 在一次实验中需要较准确地测量某一个金属丝的电阻，已知金属丝的电阻，约为；电流表量程3A，内电阻约；电压表量程3V，内电阻约；电源电动势6V；滑动变阻器R的总电阻，额定电流。
试画出测量金属丝电阻的电路图。
分析：电源电动势为，
流过金属丝的电流约
可采用限流接法，电路如图6所示。
图6。