高二理科物理内外接法和限流分压接法

（3）滑动变阻器的电阻远小于待测电阻。
电流表的内外接法---对电流表而言
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．
误差分析 电流表外接法
电压表示数 UV U R即IV RV I R Rx
依据 RX 25000 83 RV 100000 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。
万事俱备 只欠实验
♂万事指：（创新设计44页） 1、滑动变阻器限流、分压接法的选择 2、电流表内、外接法的选择 3、电流表、电压表量程的选择 4、螺旋测微器、游标卡尺的应用
（4）电流表选择0.6 A量程，实验过程中为了减小误差，电压表量 程需变换．当U≤3 V时，采用3 V量程；U>3 V时改用15 V （5）画I-U时纵轴和横轴的标度要适中，使所描图线占据整个坐标 为宜，不要画成折线，用平滑曲线连接时，如果有个别偏离较远的
（6）所画I-U图线为曲线的原因是金属的电阻率随温度的升高而增
♂实验是： 1、测定金属的电阻率————创新设计40页 2、描绘小灯泡的伏安特性曲线 3、测量电源的电动势和内阻————创新设计51页
试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
（1 （2
二．实验原理
用
测出流过小电珠的电流，用
测
出小电珠两端的电压，测出多组（U，I）值，在
坐标系中描出各对应点，用一条
将这些点连结起
Rx E ~ E Rx R
EE ~
Rx R Rx
限流式电路的特点: 1.电压不能从零开始调节,调节范围较小. 但电路结构较为简单.
2.电能损耗较小.
限流和分压电路的选取
2.分压式
Rx
P AR B
图中变阻器起分压作用
E
s
待测电阻Rx的电压可调范围
0~E
待测电阻Rx的电流可调范围
0~ E Rx
试验：利用“伏安法”测导体的电 【考题举例】 伏安法测电阻阻实验举例
【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）
小的位置（图中最左端），接线经检查无误后，闭合开关S
（3）移动滑动变阻器触头位置，测出12组左右不同的电压值U和
电流值I，并将测量数据填入如图所示的表格中，断开开关S ．
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U（V） 0 0．4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 I（A）
2、把A和C接线柱接入电路中，当滑片P由B向A移动时，接入 电路的电阻将由大变小。这是为什么？
3、你是否可以设计出另外几种连接方案，使滑片P移动时，接 入电路的电阻由大变小？
限流和分压电路的选取
Rx
1.限流式 图中变阻器起限流作用
P
E
s AR B
待测电阻Rx的电压可调范围 待测电阻Rx的电流可调范围
例、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 值比真实值 小 ,测量值为 100Ω , 真实值为 125Ω.
R
cA
d
V
例、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Rx= 1000Ω .
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.
限流和分压电路的选取
限流式
分压式
Rx
Rx
电压可调范围
E s AR B
Rx E ~ E Rx R
电流可调范围
EE ~
Rx R Rx
电能损耗
较小
AR B
E
s
0~E
0~ E Rx
较大
电流表内接
Rx
电流表外接
Rx
E
s AR B
滑动变阻器----限流接法
AR
B
E
s
滑动变阻器----分压接法
限流和分压电路的选取---对滑动变阻器而言
滑动变阻器
C
D
P
A
B
1、滑动变阻器的结构如图所示，A、B是绕在绝缘桶上的两个端 点，C、D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P接触的地 方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来。
安全：电路电流不能超过其额定电流， 滑动变阻器 方便：电阻越小操作越方便。
安全：电路电流不能超过Ⓐ表量程，电
电流表、电
压不能超过Ⓥ表量程；
压表的选择 精确：电路电流、电压尽可能指Ⓐ、
Ⓥ表满量程的1/2到2/3；
2、试验电路的选择 “外小内大”
3、控制电路的选择 “能限则限，当限流法三个无法时选分压”
A表不准，V表分流
适合测量小电阻
V
A R
> R测

UV IA
R真

UR IR
V表不准，A表分压
适合测量大电阻
选择依据
Rx RA
<
RV Rx
Rx > RA
RV Rx
,
例、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：约55Ω， B.电流表A：量程0-3A （内阻0.1Ω） C.电压表V：量程0-15V （内阻4KΩ） 确定电流表的内外接方式。
试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
【考题举例】 描绘小灯泡的伏安特性曲线实验举例
例2、某学生用如下图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲 线”的实验，小灯泡标有 “3.8 V，1 W”的字样，电池组电动势为 4.5 V（内阻不计），滑动变阻器有两种规格：R1标有“10 Ω，2 A”，R2标有“100 Ω，20 mA”．测量时要求小灯泡两端的电压从
RX a A b
VP
例.指针P分别接触a和b,发现电压表 示数无明显变化,电流表示数有明显
变化,则P应接 b .
试验：利用“伏安法”测导体的电 4、电路的连接（1） 使用阻限流法实物连图步骤：
被测电路
注意
1、表的正负勿接反；量程勿接错。
2、滑动变阻器在电路接通前应将滑片
滑在
位置，以保护电路。
步骤：1， 2， 3，
V
电流表示数 IA IR IV IR
R测

UV IA
<
R真

UR IR
A Rx
A表不准，V表分流。
测量值偏小，适于测量小阻值电阻
说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误 差越小．所以该电路适合测量小电阻，即Rx RV
误差分析 电流表内接法 电压表示数 UV U R U A U R 电流表示数 IA IR
（4）在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，建立坐标系，在坐标系 内描出各组数据所对应的点，将描出的点用平滑的曲线连结起来，
（5）拆除电路，整理仪器．
试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
五．注意事项 （1）本实验要作I-U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流 值，因此滑动变阻器应采用分压式接法． （2）由于小电珠电阻较小，当它与电流表0～0.6 A串联时，电流 表的分压影响很大，为准确描出小电珠的伏安特性曲线，即U、I 的值，故电流表采用外接法． （3）开关闭合前滑动变阻器滑片应移到使开关闭合时小电珠两端的
F.滑动变阻器（最大电阻1 kΩ,额定功率1 W）
G.电键、导线若干
（1）电流表应选
B
,电压表应选 C
.
（2）画出测量Rx的原理图.
解析：当滑动变阻器滑至0时，电路有最大的电流。
Imax

E Rx
15 25000
A 600 A
试验：利用“伏安法”测导体的电 【考题举例】 伏安法测电阻阻实验举例
三．实验பைடு நூலகம்器 小电珠（“4 V，0.7 A”或“3.8 V，0.3 A”）、4 V ～6 V学生
电源，滑动变阻器，电压表、电流表、开关、导线若干、坐标纸、
试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
（1）确定电流表、电压表的量程，采用电流
表
法，滑动变阻器采用
式
（2）把滑动变阻器的滑动片调节到使接入测量电路中的
最
V
A Rx
R测

UV IA
>
R真

UR IR
V表不准，A表分压。
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误 差越小．所以该电路适合测量大电阻，即 Rx RA
伏安法测电阻 外小内大
两种电路 外接法
内接法
电路图 误差来源 测量条件
V
A
R
< R测

UV IA
R真

UR IR
(1)滑动变阻器应选用 (2)①开始实验前他的实物接线如下图甲所示，请指出该学生实
a．
b．
c．
d．
．
②请就此在下图乙中进行正确
的连接．
试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线
解析：（1）根据小灯泡的额定功率和额定电压，可得其额定电流 I=P/U≈0.26 A，故滑阻应选R1 （2）①a
b c d
答案 点评：本题考查描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验电路、实验器材 的选取，考查学生的分析能力和实验电路的设计能力．
V
Rx
A
(a)
V
Rx
A
(b)
例、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：约500Ω，额定功率1W B.电流表A：量程0-0.6A（内阻0.2Ω） C.电压表V：量程0-3V （内阻3KΩ） D.滑动变阻器R：0-10Ω E.蓄电池：电动势12V F.导线，电键. 为了较准确的测量，并保证器材安全， 画出电路图。如果Rx= 5Ω呢？
试验：利用“伏安法”测导体的电 4、电路的连接（2） 使用阻分压法实物连图步骤：
被测电路
步骤：1，2，3，
注意
1、表的正负勿接反；量程勿接错。
2、滑动变阻器在电路接通前应将滑
片滑在
位置，以保护电路。
三、实验步骤 1、器材的选择
器材种类
试验：利用“伏安法”测导体的电 阻
选取原则
唯一性器材
电源，导线，开关等
串、并联 关系不同
分压电 路调节 范围大 分压电 路调节 范围大
限流和分压电路的选取
限流式
Rx
电
分压式
Rx
路 E s AR B
AR B
E
s
1、限流电路耗能小，电路简单，在安全前提下应优 先考虑。
2、三种情况下必须采用分压接法：
说 （1）要求电压从零开始连续变化； 明 （2）电路允许的最大电流很小；