电路接法与元器件的选择
一、内接法与外接法的选择 （1）阻值比较法
当Rx 较大，R X >>R A 时，用内接法； 当Rx 较小，R V >>R X 时，用外接法。 （2）比值法
当 时，用内接法。 当 时，用外接法。
二、供电电路的选择
1.供电电路：由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成。滑动变阻器有两种连接方式：
①限流式：可省一个耗电支路，具有节省电能、电路连接简单的优点。 ②分压式：电路具有较大的电压可调范围。
2.分压和限流选择原则
（1）要求负载的电压或电流从零开始连续可调（例如描绘伏安特性曲线的实验），须用分压式电路。
A X
X V R R
R R
X X V R R R R > A V ε Rx R 图1 K Rx R0 图2 A V K ε （2）当用电器的电阻R远大于滑动变阻器的最大值R0,采用分压接法；（3）若无（1）（2）的问题，考虑能耗的问题，可采用限流法。 三、滑动变阻器的选择 滑动变阻器选取时要本着安全、够用、调节方便的原则。 “安全”即流过变阻器最大电流(I=E/R)应小于允许通过的最大电流； “方便”即变阻器的总电阻应接近小灯泡的电阻。 四、电压表和电流表的选择 总原则：1、安全。2、准确。3、方便。 使测量值不超过量程的情况下，指针尽量偏转至1/3到2/3量程处。 电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置，使开始实验时，小灯泡两端的电压为最小。 . 关于电路的连接问题教 一、怎样选择接法与外接法 很多同学在学了伏安法测电阻后，分不清什么时候采用接法，什么时候采用外接法，仅是知道测大电阻用阻法，测小电阻用外接法，但在测量既不是很大也不是很小的电阻时，就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。下面就来谈谈在伏安法测电阻时接法与外接法的选择。一. 误差的产生原因 伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。它的测量值和真实值应该是：，即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。 当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，实际上测量的电阻值是电压表电阻和电阻并联的阻值。如果电阻的值远小于电压表的阻，电压表分去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。 当选用接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测量的电阻值是电阻与电流表电阻串联的总电阻值。如果电阻的值远大于电流表的阻，电流表分去的电压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以接法适合于测大电阻。 专业资料． . 二. 系统的相对误差 由于外接法（a）测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以： 相对误差 ）测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以：接法（b 相对误差 当、外接法相对误差相等时，有，所以，（）为临界值。当（即为大电阻）时用接法，当（即为小电阻）时用外接法，这样所测的值误差相对较小。当时，用、外接法均可。 三. 利用试触法确定、外接法大小都不知道时，可用试触法确定、外接法。如下图所示的电路，空当 出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电表的示数变化情况，如果，说明电压表阻带来的影响大，即电阻跟电压表的电阻相差较小，属于“大，说明电流表阻带来的影响大，即电阻跟电流表的电电阻”，应采用接法，如果阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法。 四. 应用举例 例：有一未知的电阻）两种电路进b（、）a（3，为较准确的测出其阻值，先后用如图专业资料． . 行测试，利用（a）测的数据为“2.7V、5.0mA”，利用（b）测的数据为“2.8V、4.0mA”，那么，该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（） A. ，偏大； B. ，偏小； ，偏大。 C. 图 2 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 0 R 0 R 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。 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 0 R 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 0 R ，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 、 滑动变阻器的限流接法和分压接法 被测电路对供电电压或供电电流有一定的要求，为满足这一要求，供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在电路中有两种连接方式： 1．限流接法 如图4为滑动变阻器的限流接法.它的连接方式是电压表、滑动变阻器与待测电阻三者串联.该接法对外供电电压的调解范围是：E R R E R x x ~0 ，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 2．分压接法 如图5是滑动变阻器的分压接法.它的连接方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联.该接法对外供电电压的调解范围是：E ~0，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 3．两种接法的比较：分压接法电压调解范围大，限流接法电压调解范围小，但限流接法电路耗能小. 4．两种接法的选择 滑动变阻器的两种接法都能控制调解负载的电流和电压，但在相同条件下调解效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当地选择限流接法和分压接法. （1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑. （2）为了便于调解，在待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相差不大的情况下应选择限流接法；在待测电阻的阻值远大于滑动变阻器阻值的情况下应选择分压接法. （3）在下列情况下必须采用分压接法： ①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调解，只有分压接法才能满足. ②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调解，电路中实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或其它元件，必须采用分压接法. ③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若采用限流接法，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量取平均值或用图象法处理数据，也起不到保护用电器的作用.为了在上述情况下尽可能大范围地调解待测电阻上的电流（或电压），应选择分压接法. 图4 图5 方法选择我做主 一、伏安法测电阻 伏安法测电阻是物理课本中介绍的基本方法，其基本的原理图如1、2所示： 其中图1是安培表的外接 法，适合测小电阻，R X 的测得值小于其真实值，实际测量的是R X 与R V 的并联值，原因是电压表示数等于R X 两端电压，电流表示数大于流过R X 中的电流。 图2是安培表内接法，适合测大电阻，R X 的测得值大于其真实值，实际测量的是R X 与R A 的串联值，原因是电压表示数大于R X 两端电压，电流表示数等于流过R X 中的电流。 结论“大内偏大，小内偏小”即测大电阻用内接法，测量值比真实值偏大；测小电阻用内接法，测量值比真实值偏小。 选择电流表内接和外接的方法 ①如果x R 、A R 、v R 大约阻值知道时，在满足x v R R <<满足时，采用外接法；当x A R R >>时，采用内接法。 ②临界电阻法判断 先算出临界电阻值0A v R R R = ，若0x R R <采用电流表外接法；若 0x R R >采用电流表内接法。 ③试触法 即通过改变电表的连接方式，电表示数变化情况确定内接还是外接。具体判断时 可采用比较 I I ?和U U ?大小的方法来判断采用内接法还是外接法。若I I ?>U U ?，应采用内接法；若I I ? 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。 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） 描绘小灯泡的伏安特性曲线 （一）目的： 1.描绘小灯泡的伏安特性曲线； 2.学习如何设计实验电路以及如何确定实验器材的规格。 （二）原理： 金属导体的电阻率随温度的升高而增大，从而使金属导体的电阻随温度的升高而增大， ---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 分压式和限流式电路的比较和应用分压式和限流式电路的比较和应用主备人: 陈士芬一知识教学点知道滑动变阻器有分压接法和限流接法，理解两种接法的原理，并能在实际情况中作出选择、应用。 二重点、难点及解决办法 1．重点难点分压接法和限流接法的选择和判断，并能在实际情况中选择应用 2. 解决办法通过两种电路分析，结合具体实际情况，判断合适的接法，并在此基础上总结适用条件，培养学生解决实际问题的能力。 三学生活动设计在教师的引导下，分析两种接法的特点及适用条件，利用自行设计电路进一步体会适用条件，通过练习题，进一步培养学生综合分析能力，解决实际问题能力。 四教学过程： 1．限流接法与分压接法的比较例 1 图（a）为___________接法，图（b）为__________接法。 在这两种电路中，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，通过计算完成下表：负载 RL上电压调节范围负载 RL上电流调节范围闭合电键前滑片位置当通过 RL的电流相同时电路消耗的总功率限流接法分压接法比较思考（1）当 E =3V， r =0 ，0R =100 ，LR =1000 时，两种电路中 RL上电压调节范围及电流调节范围如何? 若0R =100 ，LR =50 ，两种电路 RL上电压调节范 1/ 3 围及电流调节范围是多少？通过对数据的观察能得到怎样的结论？思考（2）： 图甲和图乙中的滑动触头 P 从 a 端向 b 端滑动时，两图中电压表、电流表的读数如何变化？试在丙图中定性作出 U~Rap的图像（已知电源内阻0=r) ２．应用： 例 2 有一未知电阻的阻值在 20K?～50 K?之间，现要测量其阻值，实验室提供下列可选的器材： 电流表 A 电压表 V 滑动变阻器 R（最大阻值 1 K?），电源E，电键 S。 为了尽量减少误差，要求测多组数据。 试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。 例 3 如图是一种自动测定油箱内油量多少的装置， R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成) 指针所指的刻度，就能知道油箱内油量的多少，则 ( ) (A) 油量增加， R 增大，油量表指针偏转变小 (B) 油量增加， R 减小，油量表指针偏转变大 (C) 油量减少， R 增大，油量表指针偏转变大 (D) 油量减少， R 减小，油量表指针偏转变小思考：（1）小明家的汽车某次加满油后，开车过程中发现油量表指针始终指向零刻度，经判断装置的机械部分完好，试分析电路故障原因。 （2）油量表刻度是否均匀？（3）如果没有电流表，请 图1电路称为限流接法，图2电路称为分压接法。 其中R L指的是待测元件电阻（即平时所说的R X），R0是滑动电阻滑动变阻器的分压接法 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。 滑动变阻器的限流接法 限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流，滑动变器阻值要稍大些。一般来说，约为待测电阻的3—10倍。 1．在下面三种情况下必须选择分压接法： a．要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足（如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路） b．如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用滑动变阻器分压接法连接电路． c．伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，若采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（电压），应选择滑动变阻器的分压接法。 2．以下情况可选用限流接法： a．测量时电路电流（电压）没须要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0，采用滑动变阻器限流接法。 b．电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求，应采用滑动变阻器限流接法。 c．没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和节能因素采用滑动变阻器限流接法。 滑动变阻器的限流式和分压式接法及两种接法的选择 滑动变阻器的两种电路都能控制调节负载的电压和电流，但调节效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当的选择限流式接法和分压式接法，下面是选择的方法。 1．通常情况下（满足安全条件），由于限流式接法电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑。 2．在下列情况下必须采用分压式接法： （1）实验要求使某部分的电压或电流从零开始调节，只能采用分压式接法； （2）如果实验所提供的电表量程或其他元件允许通过的最大电流很小，若采用限流式接法，无论怎样调节，电路中的实际电流（或电压）都会超过电表量程或元 件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或元件，滑动变阻器必须采用分 压式接法； （3）伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值时，若采用限流式接法，待测电阻的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量求平均值 或用图像法处理数据，也起不到保护电阻或电表的作用，为了在上述情况下尽 可能大范围的调节待测电阻的电流或电压，应选择分压式接法； （4）在对改装后的电流表或电压表进行校准时，必须从零开始校准，滑动变阻器必须采用分压式接法； 3．大阻值的滑动变阻器一般采用限流式接法，小阻值的一般采用分压式接法。 经验分享： 1. 电学实验对分压式接法考查较多； 2. 若滑动变阻器阻值较小（例如10Ω、20Ω），采用分压式接法的可能性就非常大； 3. 做题时要注意审题，从上下文中挖掘隐含条件。 高考经典真题思路详解： 1.（1997年全国高考题）某电压表的内阻在20~50k Ω之间，现要测量其内阻，实验室提供下列器材可供选择： A ．待测电压表（量程3V ）； B ．电流表A 1（量程200μA ）； C ．电流表A 2（量程5mA ）； D ．电流表A 3（量程0.6A ）； E ．滑动变阻器R （最大值1k Ω）； F ．电源E （电动势4V ），电建s ，导线若干。 （1）所提供的电流表中，应选用 （填字母代号）； （2）为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电建已连好）。 解题步骤： （1）先确定测量电路。本题提供的有电压表和电流表，测电压表内阻应采用伏安法。 方案有如下两种： 方案一：电压表、电流表串联。 由串联电路电流相等及欧姆定律，得V U I R = ，则电压表内阻V U R I =，只要读出电压表和电流 表的读数就可以测出电压表内阻。此方案可行。 方案二：电压表、电流表并联： 由并联电路电压相等及欧姆定律，得A U I R = ，则电流表内阻A U R I =，只要读出电压表和电流 表的读数就可以测出电流表内阻。此方案不可行。 关于电路的连接问题教 一、怎样选择内接法与外接法 很多同学在学了伏安法测电阻后，分不清什么时候采用内接法，什么时候采用外接法，仅是知道测大电阻用内阻法，测小电阻用外接法，但在测量既不是很大也不是很小的电阻时，就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。下面就来谈谈在伏安法测电阻时内接法与外接法的选择。 一. 误差的产生原因 伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。它的测量值和真实值应该是： ，即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有内阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。 当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，实际上测量的电阻值 是电压表内电阻和电阻并联的阻值。如果电阻的值远小于电压表的内阻，电压表分 去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。 当选用内接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测量的电阻值是电阻与电 流表内电阻串联的总电阻值。如果电阻的值远大于电流表的内阻，电流表分去的电压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以内接法适合于测大电阻。 二. 系统的相对误差 由于外接法（a）测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以： 相对误差 内接法（b）测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以： 相对误差 当内、外接法相对误差相等时，有，所以，（） 为临界值。当（即为大电阻）时用内接法，当（即为小电阻）时用外接法，这样所测的值误差相对较小。当时，用内、外接法均可。 三. 利用试触法确定内、外接法 当大小都不知道时，可用试触法确定内、外接法。如下图所示的电路，空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电表的示数变化情况，如果，说明电压表内阻带来的影响大，即电阻跟电压表的电阻相差较小，属于“大电阻”，应采用内接法，如果，说明电流表内阻带来的影响大，即电阻跟电流表的电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法。 四. 应用举例 例：有一未知的电阻，为较准确的测出其阻值，先后用如图3（a）、（b）两种电路进 行测试，利用（a）测的数据为“2.7V、5.0mA”，利用（b）测的数据为“2.8V、4.0mA”，那么，该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（） A. ，偏大； B. ，偏小； C. ，偏小； D. ，偏大。 解析：比较（a）、（b）两图的电压读数，可知电压变化，，电流的变化，，可见，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，即说明所测电阻是一个大电阻，故应采取电流表内接法，即（b）图测量的较准确，，此种解法测量值偏大，故D 正确。 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U ≥J 用≥JR 用/ （R o +R 用），电流调节范围:U /R 用≥用≥ U /（ R o +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 o o 另外，使用该电路时，在接通电前， R o 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 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 端的电压调节范围为 U ≥J 用≥）,即电压可调到零，电压调节范围大。 电流调节范围为 E /R 用≥用≥0o 使用分压电路，在当 R o 例1、1993年全国高考题）将量程为100 IA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 12V。 ⑴按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。 图3 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: 关于电路的连接问题教 一、怎样选择接法与外接法 很多同学在学了伏安法测电阻后，分不清什么时候采用接法，什么时候采用外接法，仅是知道测大电阻用阻法，测小电阻用外接法，但在测量既不是很大也不是很小的电阻时，就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。下面就来谈谈在伏安法测电阻时接法与外接法的选择。 一. 误差的产生原因 伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。它的测量值和真实值应该是： ，即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。 当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，实际上测量的电阻值是电压表电阻和电阻并联的阻值。如果电阻的值远小于电压表的阻，电压表分去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。 当选用接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测量的电阻值是电阻与电流表电阻串联的总电阻值。如果电阻的值远大于电流表的阻，电流表分去的电压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以接法适合于测大电阻。 二. 系统的相对误差 由于外接法（a）测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以： 相对误差 接法（b）测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以： 相对误差 当、外接法相对误差相等时，有，所以，（）为临界值。当（即为大电阻）时用接法，当（即为小电阻）时用外接法，这样所测的值误差相对较小。当时，用、外接法均可。 三. 利用试触法确定、外接法 当大小都不知道时，可用试触法确定、外接法。如下图所示的电路，空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电表的示数变化情况，如果，说明电压表阻带来的影响大，即电阻跟电压表的电阻相差较小，属于“大电阻”，应采用接法，如果，说明电流表阻带来的影响大，即电阻跟电流表的电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法。 四. 应用举例 例：有一未知的电阻，为较准确的测出其阻值，先后用如图3（a）、（b）两种电路进 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： JR 用》I 用》U / （Fb+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 ）o 另外，使用该电路时， 在接通电前，R ）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 为曰R 用》I 用》0o 使用分压电路，在当 F 0 分压式和限流式接法 1、现有下列器材：A、两节干电池，内阻不计；B、滑动变阻器0～ 10Ω；C、滑动变阻器0～500Ω；D、小灯泡（2.5V，0.5W）；E、 开关；F、导线若干 请你设计一个电路，使小灯泡两端的电压能在0～2.5V范围内较 方便地连续变化。 （1）滑动变阻器应选； （2）画出对应的电路图。 2、用如图87－5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两挡，内阻可忽略；电压表有15V、3V两挡，内阻很大．测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0调到12V．按要求在实物图上连线（其中部分线路已经连好）． 3、在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6 V，3 W”，其他选用的仪器 有____________ 电流表A l(量程3A，内阻0.2Ω) 电流表A2(量程0.6 A，内阻1Ω) 电压表V1(量程3V，内阻20kΩ) 电压表V2(量程15V，内阻60KΩ) 变阻器R1(0—1000Ω，0.5 A) 变阻器R2(0～20Ω，2A) 学生电源(6～8V)． 开关S及导线若干． 实验中要求在0～6V范围内读取并记录下12组不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出小灯泡的伏安特性曲线．在上述器材中，电流表应选用_______，电压表应选用________变阻器应选用________·在下面的方框中画出实验的电路图． 4、图7是滑动变阻器的示意图，若要将其连人电路，且当其滑动片向左滑动时，连入电路的 电阻值变大，请在图(A)上画连线；若要使其滑动片向右滑动时，连人电路的电阻值变大，请在图(B)上画连线． 上图是一位同学做本实验时的电路连线，请将他的错误连线加以更正．5、(1)某学校学生在开展“测金属电阻率’：研究性学习括动中，对有关金属(灯泡中的钨丝)、 半导体(二极管)、合金(标准电阻)，及超导材料的电阻率查阅了大量资料，提出了下列一些说法，你认为正确的有? A．金属温度计是利用金属材料的电阻率随温度升高而不发生显著变化制成的 B．标准电阻是利用合金材料的电阻率几乎不随温度变化而变化制成的 C．半导体材料的电阻率随温度升高而增大? D．当温度为绝对零度时，某种材料电阻率突然为零，这种现象叫超导现象 (2)①在“测金属电阻率”实验中，螺旋测微器测金属丝的直径的读数如图，则直径d=______mm。 ②测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25Ω． 在用伏安法准确测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源（电动势1.5V， 内阻很小)、导线、开关外，电流表应选，电压表应选， 滑动变阻器应选。(填代号)并将设计好的测量电路原理图画 在虚框内。 A1电流表(量程40mA，内阻约0.5Ω) A2电流表(量程10mA，内阻约0．6Ω) V1电压表(量程6V，内阻约30kΩ) V2电压表(量程1.2V，内阻约的20kΩ) R1滑动变阻器(范围0-10Ω) R2滑动变阻器(范围0-2kΩ) 6、有一根细长而均匀的金属材料样品M截面为外方内圆，如图所示．此样品重约1~2N，长约为30cm。电阻约为10Ω，其电阻率为ρ，密度为D，因管线内径d太小，无法直接测量，请设计一个实验方案测量d．可供选用的器材有： A．毫米刻度尺B．螺旋测微器C．电流表（600mA，1.0Ω） D．电流表（3A，0.1Ω）E．电压表（3V，6KΩ）F．滑动变阻器（2KΩ，0.5A） G．滑动变阻器（10Ω，2A）H．蓄电池（6V，0.05Ω） （1）除待测金属材料、开关、带夹子的导线若干外，还应选用实验器材 有_ _________（只填代号字母） （2）在（左图）虚结框中，画出设计方案的电路图； （3）在（右图）中，把所选器材连接实际测量电路； M 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0000 RR 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 < 分压式与限流式接法 近几年的高考物理实验题中，多次重复考查滑动变阻器的两种接法——分压式与限流式．虽多次重复考查，但仍有不少学生出错．为什么会出现这一现象?主要原因是学生没有掌握两种连接方式的特点及其作用，遇到具体问题时不知道该选用哪种连接形式．笔者通过比较限流电路和分压电路的特点，希望与同仁探讨如何选择电路连接方式． 一、限流电路 图1 设电源电动势为，内阻不计，滑动变阻器的最大电阻为Ｒ，负载电阻为Ｒｆ．如图1所示，电路中滑动变阻器起限流作用．负载Ｒｆ的电压Ｕｆ可以从Ｒｆ／（Ｒ＋Ｒｆ）·到范围做变化．限流电路对通过负载Ｒｆ上电流强度的控制情况怎样呢?根据欧姆定律Ｉ＝ ／（Ｒｆ＋ＲＰｂ），Ｉｆ＝Ｉ，当Ｒ＞Ｒｆ时，Ｉｆ主要取决于Ｒ，调节Ｒ的大小可使Ｉｆ有明显的变化．当Ｒ＜Ｒｆ时，Ｉｆ主要取决于Ｒｆ，特别是当Ｒ＜＜Ｒｆ时，无论怎样改变Ｒ的大小，也不会使Ｉｆ有明显的变化．可见，只有在Ｒ＞Ｒｆ（或者相差不多）的情况下， 改变滑动变阻器触头Ｐ的位置，才会使Ｉｆ有明显的变化，其变化范围为／（Ｒｆ＋Ｒ）～／Ｒｆ，从而起到对Ｉｆ的控制作用． 二、分压电路 图2 如图2所示电路中滑动变阻器起分压作用，滑片Ｐ自ａ端向ｂ端滑动，负载Ｒｆ上的电压变化范围为0～．显然，滑动变阻器被当作分压器使用时，调节负载上电压的范围比限流时调节范围大．分压电路对通过负载Ｒｆ上电流强度的控制情况又怎样呢?不管Ｒ的大小如何，调节滑动触头Ｐ的位置，都可以使Ｉｆ由零变化到／Ｒｆ，即Ｉｆ有明显的变化． 三、如何选择连接方式 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干路电流更小，所以限流电路中消耗的总功率小，电源消耗电能就小，这说明限流电路有其突出的节能优点．因此，从减少电能损耗的角度考虑，通常滑动变阻器应选用限流接法．但在下列三种情况下，必须选择分压器连接方式． （一）当用电器的电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组实验数据）时，必须选 滑动变阻器分压式和限流式接法实验专题 （一）滑动变阻器在电路中的两种接法： 1．在下面三种情况下必须选择分压接法： a ．要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足（如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路） b ．如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用滑动变阻器分压接法连接电路． c ．伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，若采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（电压），应选择滑动变阻器的分压接法。 2．以下情况可选用限流接法： a ．测量时电路电流（电压）没须要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且负载电阻R 接近或小于滑动变阻器电阻R 0，采用滑动变阻器限流接法。 b ．电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求，应采用滑动变阻器限流接法。 c ．没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和节能因素采用滑动变阻器限流接法。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 k Ω的电阻 Rx ，现备有下列器材： A ．电流表(量程 100 μA ，内阻约 2 k Ω)； ⑴限流式接法 ⑵分压式接法 B ．电流表(量程 500 μA ，内阻约 300 Ω)； C ．电压表(量程 15 V ，内阻约 100 k Ω)； D ．电压表(量程 50 V ，内阻约 500 k Ω)； E ．直流电源(20 V ，允许最大电流 1 A)； F ．滑动变阻器(最大阻值 1 k Ω，额定功率 1 W)； G ．电键和导线若干。 电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ①____________________________________________； ②____________________________________________。 [例2] 碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜。己知某碳膜电阻阻值约为10Ω，其结构如图实－7－9所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下： A ．电流表(量程0～0.6 A ，内阻约0.2 Ω) B ．电流表(量程0～3 A ，内阻约0.03 Ω) C ．电压表(量程0～3 V ，内阻约30 k Ω) D ．电压表(量程0～15 V ，内阻约150 k Ω) E ．滑动变阻器(最大值为2 Ω) F ．滑动变阻器(最大值为20 Ω) G ．滑动变阻器(最大值为200 Ω) H ．学生电源(4 V) I ．螺旋测微器 J ．游标卡尺 实验主要步骤： (1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值。电流表选________，电压表选________，滑动变阻器选________。(填标号) (2)在虚框中画出电路图 (3)若测得电阻值为 R ，该材料的电阻率为 ρ，则碳膜厚度的表达式为：d ＝________(用R 、 D 、L 、ρ表示)。 例3．分别用图实－7－10所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值。图甲中两表的示数分别为3 V 、4 mA ，图乙中两表的示数分别为4 V 、3.9 mA ，则待测电阻Rx 的真实值为( ) A ．略小于1 kΩ B ．略小于750 Ω C ．略大于1 kΩ D ．略大于750 Ω 例4、 某同学为了研究“3 V ,0.3 W”的小灯泡L 从较低温度到正常发光过程中的电阻情况。设置了如下器材： 电流表A1(量程400 mA ，内阻r1＝5 Ω)； 电流表A2(量程600 mA ，内阻r2约为1 Ω)； 电压表V(量程15 V ，内阻约为3 k Ω)； 定值电阻R0(5 Ω)； 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)； 电源E(电动势3 V ，内阻较小)； 开关一个，导线若干。 滑动变阻器的限流式和 分压式接法 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896- 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：R U 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。） ⑴限流式接 ⑵分压式接 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：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。 恒 定 电 流 二 知识点一：滑动变阻器的使用方法： a 限流接法。 b 分压接法。 1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图所示的两种电路中，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R L 上电压调节范围 （忽略电源内阻） 负载R L 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 0 R R R L L + E ≤ U L ≤ E R R E L +≤ I L ≤L R E EI L 分压 接法 0 ≤ U L ≤ E 0 ≤ I L ≤ L R E E （I L +I ap ） 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 其中，在限流电路中，通R L 的电流I L = R R L +，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要 取决于R L ，特别是当R 0<分压限流 内接外接法总结优秀
滑动变阻器的分压接法和限流接法
滑动变阻器的限流接法和分压接法
分压还是限流,内接还是外接,方法选择我做主
专题：滑动变阻器的限流式和分压式接法
分压式和限流式电路的比较和应用
分压和限流接法
滑动变阻器的限流式和分压式接法及两种接法的选择
分压限流内接外接法总结(优秀,培训使用)含答案全解
限流电路和分压电路
分压限流 内接外接法总结(优秀,培训使用) 含答案
限流电路和分压电路
高中物理分压式和限流式接法习题
【高中物理】滑动变阻器的分压接法与限流接法
分压式与限流式接法
滑动变阻器的限流接法和分压接法典型习题.
滑动变阻器的限流式和分压式接法优选稿
分压式与限流式以及内接法与外接法
相关主题
文本预览