《电流表内外接、滑动变阻器限流与分压接法》

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
0.2
0 4
.
0 A
0.6
读数：0.14A
基本仪器的读数
0.2
0 4
.
0 A
0.6
读数：0.37A
如图8所示安培表指针位置，若用0-0.6A量程时， 读数为0.32A
图8
（3）当电压表在15伏档位，表盘的最小分度值为 0.5伏／格，虽能准确读到0.5伏，但误差仍出现在 最小分度值的同一数位上，即伏特的十分位。其估 读法则是：将最小分度分为五等分仍按不足半等分 舍去，等于或超过半等分算一个等分。 如图7所示伏特表指针位置，若用0-15V量程时， 读数为12.5V。
ΔU/U
电路选择----变阻器分压、限流接法
★选择规则----限流接法 (1)电阻上电压读数范围较小。 (2)选用总阻与被测电阻阻值相近的变阻器。 ★选择规则----分压接法 (1)电阻上电压读数范围大----在0~U之间。 (2)选用总阻比被测电阻阻值小得多的变阻器。 ★要求电压从零开始读数，或要求读数范围尽量大 ★所提供的实验仪器，电表量程不够。 ★ 变阻器总阻远小于被测电阻或与之串联电阻阻值 ★ 两种接法均适用时，选用限流接法。
A R
RX
A R
图1
图2
第二步----选哪个安培表？
有一电阻RX，其阻值约为40 ～ 50 Ω，需进一步测定 其阻值，现有以下器材：电池组(E=9V,r=0.5Ω) 电压表V(量程0 ～ 10V，RV约20KΩ) 电流表A1(量程0 ～ 50mA，RA约20Ω） 电流表A2(量程0 ～ 300mA，RA约4Ω）
滑变R较小，应选择分压式电路
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。 说明：
1、限流电路耗能小，电路简单，在安全前提下应优先考虑。 2、四种情况下必须采用分压接法： （1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续变化（测定导体的伏安 特性、校对改装后的电表等电路）； （2）当待测用电器的电阻R远大于滑动变阻器的最大R0时，必须采用分压式接法； （3）当电压表或电流表的量程太小时，若采用限流接法，电路中实际电压（或电流） 的最小值仍超过电压表或电流表量程，只能采用分压式接法。 （4）在题目中有以下语言暗示时，比如：要求多测几组数据，要求精确测量等，一 般也采用分压式接法。
图7
基本仪器的读数
5 10
0 V
15
读数：10.5V
基本仪器的读数
5 10
0 V
15
读数：9.4V
总结---设计电路方法
1、选择变阻器接法---与待测电阻相差小：限流接法 比待测电阻小得多：分压接法 2、选择伏特表方法---与电源电动势比较 安全且指针偏角至少过1/3量程 3、选择安培表方法---估算电路中最大电流 安全且指针偏角至少过1/3量程 4、选择安培表接法---RX＞√RARV 或RX>>RA时， 安培表内接 RX＜√RARV 或RX<<RV时， 安培表外接
.
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。
分析：
先确定测量电路
额定电压Um= PRx 8V ≈2.8V，应选电压表V1 额定电流Im=
P 1 A Rx 5
≈0.45A，应选电流表A1
由 RA RV 24.5 Ω>Rx知，应选外接法
再确定控制电路
由R=100Ω＞10Rx知，应选择限流式电路 其电路图如图所示。
电流表和电压表的读数
例题一
图1
图2
第一步----选哪个电路？
有一电阻RX，其阻值约为40 ～ 50 Ω，需进一步测定 其阻值，现有以下器材： 电压表(量程0 ～ 10V，RV约20KΩ) 电流表(量程0 ～ 50mA，RA约20Ω） 电流表(量程0 ～ 300mA，RA约4Ω） 方法 (1)当RX＞＞RA或RX ＞√RARV时，选择安培表内接 (2)当RX＜＜RV或RX ＜√RARV时，选择安培表外接 因为RX＜√RARV 所以选安培表外接 则选图1 V RX V
电路选择----安培表内、外接
★选择规则：
V
(1)当RX＞＞RA或RX ＞√RARV时，选择安培表内接 A c a b (2)当R ＜＜R 或R ＜√R R 时，选择安培表外接
X V X A V
(3)若无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试 触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次 接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变 化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻， 应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测 电阻是小电阻，应该用外接法测量。 ★ 这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和
E E I灯 R灯 RP R灯
R灯
R灯 RP
E U灯 E
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） E 的电流、电压能从零开始变化
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
【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100μ A,内阻2 kΩ ） B.电流表（量程700μ A,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） G.电键、导线若干 B C （1）电流表应选 ,电压表应选 （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。
有一电阻RX，其阻值约为40 ～ 50 Ω，需进一步测定 其阻值，现有以下器材： 电池组(E=9V,r=0.5Ω) 电压表(量程0 ～ 10V，RV约20KΩ) 电流表(量程0 ～ 50mA，RA约20Ω） 电流表(量程0 ～ 300mA，RA约4Ω） 滑动变阻器R1(最大值100Ω，额定电流1A) 滑动变阻器R2(最大值1700Ω，额定0.3A) 开关S和导线若干 V V 两个电路中选哪一个？ A A 安培表和变阻器选哪一 RX RX 个？ R R
4.试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能 确定的情况，如图所示，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。
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
调节范围较小，但电路结构较为简单。 ③比较节能 ④RP接线方法：一上一下
电学实验----仪器选择
★选择规则：
(1)一般读数在所选是量程2/3以上，至少要超过1/3 (2)欧姆表在R中/3~3R中读数为宜，较准确。 (3)保证表的安全，不超过表的量程。 例：一多用表有四个欧姆档，分别为×1Ω、×10Ω、 ×100Ω、×1000Ω，现用它来测量一未知电阻的阻 值、当用×100Ω档测量时，发现指针的偏转角度很 小，为了使测量结果更准确，测量前应进行如下两项 操作，先 先调成×1000Ω档 ，接 着 表笔短接调零 ，然后再测量并读数。
电路的连接
使用分压法实物连图步骤：
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。
器材的选择
器材种类 选取原则
唯一性器材
电源，导线，开关等
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 压不能超过Ⓥ表量程； 电流表、电 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；
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”
读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. 具体估读 方法如下： (1) 量程为3 V和3 A的电压表和电流表，其最小分度为 0.1 V和0.1 A, 读数要估读到最小分度的十分之一. (2) 量程为0.6 A的电流表，其最小分度为0.02 A, 读 数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半格的要 按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面 有两位，尾数可能为0、1、2、3… (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…
（2）特点：RX偏小 （3）减小误差的要求：RX《RV （4）接法原则：当RX《RV时， 电流表应采用外接法，测量结果 会偏小一点，简称“小外偏小”。
UV UV I R X IV I R X
R X 与 R A RV 比较法
R X R A RV
R X R A RV
例.如图画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路 图．图中电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.1Ω，被测导 体R的真实电阻为R真=87.4Ω．测量时，把电压表读数和电 流表读数的比值作为电阻的测量值．不考虑实验操作中的偶 然因素，按甲电路进行实验，得到的测量值R测______R真 （选填“大于”、“小于”或“等于”）；按乙电路进行实 验，得到的测量值R测______R真（选填“大于”、“小于” 或“等于”）；相比较采用______（选填“甲”、“乙”） 电路的测量数据更接近于真实值．
0 I灯
调节范围较大，但电路结构较为复杂，电能损耗较大。 ③RP接线方法：一上两下
R灯
0 U灯 E
3.限流和分压电路的选取
限流式 可调范围 变阻器 电能损耗
Rx E~E Rx R
分压式
0~ E
较小阻值 较大
较大阻值 较小
若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路 如无此要求， 滑变R较大，应选择限流式电路
实验部分(伏安法测电阻）
——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、电压表、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量误差更小、
测量结果更精确……
一、伏安法测电阻原理
二、理想电流表与理想电压表 1、理想电流表：内阻极小，可以忽略它的分压 2、理想电压表：内阻极大，可以忽略它的分流 二、电流表的内外接法 1、内接法 2、外接法
V
A
（1）分析：
RX
A
V RX
（2）特点：测量值RX偏大 （3）减小误差的要求：RX》RA （4）接法原则：当RX》RA时， 电流表应采用内接法，测量结果 会偏大一点，简称“大内偏大”。
U V U RX U A RX R真 R A R 真 IA IA
（1源自文库分析： U V
RX IA