滑动变阻器的选择和电流表内、外接法选择导学案 精编

选修3-1系列复习学案第七单元 电学基础
[学习目标]1.学会选用滑动变阻器的限流和分压接法；
2.掌握测量电路中电流表的接法；
3.在了解电路选择的基础上渗透电路设计的遵循原则。

[重难点突破] 理解变阻器的限流、分压接法和电流表的内、外接方式及其具体应用
[方法指导] 自主学习，合作探究，理解电路的设计思路和思想，灵活应用电路的相关原理
[学海导游]
知识点一 电路设计的基本原则
1.电路结构：完整的实验电路包括三个部分：测量电路、控制电路（变阻器、开关）、电源。

2.设计思路：选择仪器规格（电表量程）↔选择测量电路（内外接法）↔选择控制电路（限流分压）
3.基本原则：
安全性——电源，电表，滑动变阻器的实际电流不能超过其允许的最大电流；
精确性——选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时实际读数不小于其量程的31（应在量程的3
2~31最好），以减小读数误差 方便性——选择控制电路时，在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材应便于操作，读得的数据便于处理，同时还要考虑实验电路的节能性问题；
灵活性——没有合适量程的电表时，已知内阻的电流表可做电压表、已知电阻的电压表可做电流表使用。

知识点二 控制电路的选择——滑动变阻器的分压接法和限流接法的选择
1、滑动变阻器的两种连接方式
两种电路：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．
2、两种电路的比较
经分析有：⑴从调节范围上比较
分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值，且与R0无关。

⑵从方便调节的角度比较
在限流电路中，通R L的电流I L= ，当R0＞R L时I L主要取决于R0的变化，当R0＜R L时，I L主要取决于R L，特别是当R0<<R L时，无论怎样改变R0的大小，也不会使I L有较大变化．即越大，电流、电压变化范围越大;越小，电流、电压变化范围越小.
归纳为：大负载R0＜RL时，分压电路小负载R0＞RL 时，限流电路
“大载分压小载限流”
⑶从两电路连线和节能角度比较
从两电路连线方面看，电路简单，电路复杂。

从两电路节能方面看，电路耗能小（EI L），电路耗能大（E（I L＋I ap））。

3、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
在没有特殊指明的情况下，从减小电能损耗和接线方便的角
度考虑，变阻器通常选用限流接法，但在出现下述情况时，则必
须选择分压接法。

（1）若采用限流电路时，如果电路中的最小电流被
测电阻R x的额定电流或所给电表的量程时，必须选用分压电路；
（2）滑动变阻器全阻值R被测电阻R x或电路中串联的其他电阻的阻值，而实验要求电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压电路；
（3）实验中要求电压从开始并连续变化时须采用分压电路。

知识点三测量电路的选择——以“伏安法测电阻”
伏安法是高中物理电学实验中测量电阻重要的方法，其考查方式千变万化，但万变不离其宗；其原理是部分电路的欧姆定律。

1、电流表的两种接法：
⑴电路图：
⑵比较：
口诀：内大，外小（含义：内接适用于较大电阻，且测量值偏大；外接适用于较小电阻，且测量值偏小。

）-----此法适用于定性分析
⑶定量判断方法
为了达到减小误差的目的，小电阻用电流表外接法，大电阻用电流表内接法。

但电阻阻值为多大算是大电阻？电阻阻值大小依什么电阻为标准？下面我们一起探讨：
电流表外接法相对误差：
电流表内接法相对误差：
讨论：①当E1=E2，即时，两种电路的测量精度一样。

②当E1<E2, 即时，用安培表外接法测量精度较高。

③当E1>E2, 即时，用安培表内接法测量精度较高。

综上所述，我们可以看出就是待测电阻阻值大小的判据。

当待测电阻R时，视Rx为小电阻，应选用外接法；当R时，视Rx
为大电阻，应选用内接法；当R时，两种接法均可。

⑷电压表试触法：
在不知道R X,R V,R A大约值时,可用试触法,如图所示.
触头分别接触a、b:
①如V变化大(即),说明A分压大,应
选；
②如A变化大(即)说明V分流大,应选
【典例1】(1)某同学欲测一电阻R X (阻值约300Ω)的
阻值,可供选择的仪器有:
电流表A1:量程10mA; 电流表A2:量程0.6A;
电压表V1:量程3V; 电压表V2:量程15V;
电源电动势为4.5V.
该同学先按图4接好电路,闭合S1后把开关S2拨至A时发
现两电表指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨
至b时发现.其中一个电表的指针偏角几乎不变,另一个电
表指针偏转到满偏3/4处,则该同学在实验中所选电压表的
量程为______,所选电流表的量程为______R X的测量值为
________.
(2)如果已知上述电压表的内阻R V和电流表的内阻R A,对S2
分别拨至a和b两组测量电路(电压表和电流表测量值分别用U1,U2,I1,I2表示),则计算电阻R X 的表达式分别为________、_________(用测量值和给出的电表内阻表示).
【典例二】有一个未知电阻，为了较准确地测出其电阻值，采用上述的方法，当电压表的预留端接在A点时，两电表的读数分别为4.8V，5.0mA，接在B点时，两电表的读数分别为5.0V，4.0mA，则被测电阻的测量值较准确的数值等于多少？
【小试身手】
1、用伏安法测金属电阻RX（约为50Ω)的值。

已知：电流表（内阻为1Ω,量程为0.6A）
电压表（内阻为5KΩ,量程为3V）
电源电动势为9V,
滑动变阻器R（阻值为0~6Ω,额定电流为5A）导线、开关。

试画出测量RX的电路图
2、要用伏安法来测量一个电阻RX(约为25KΩ) 。

器材如
下：直流电流表（0~50μA，内阻r=0.3kΩ)
直流电压表（０～１０Ｖ，内阻r=１００kΩ）
电源（１５Ｖ，额定交流１Ａ）
滑动变阻器（０～１ＫΩ，额定功率１Ｗ）导线，开关。

为使测量的结果达到较高的准确度，
则： (1)控制电路应采用限流电路还是分压电路?
(2)电流表应选择内接法,还是外接法?
[课后反思]。