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 < 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r R R E ++0之间变化. ③当R>>R 0时，电流可调范围较小；当R < 由以上分析得出：当R >>R 0时，常采用分压式电路；当R < 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）。如果R>>r，则r的阻值大小变化对电流几乎不产生影响，电路中电流为E／R；当R< 在分压接法中，滑动变阻器输出的电压范围是0≤U≤E。如果R>>r，在图4．5－5中，R AC≈r1，U AC＝（r1／R）E，即输出电压与滑动变阻器电阻成线性变化。如果R< 力学知识结构图 匀变速直线运动 基本公式：V t =V 0+at S=V 0t+21 at 2 as V V t 22 02 += 2 0t V V V += 运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则 平抛物体的运动 特点：初速度水平，只受重力。 分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。 规律：水平方向 Vx = V 0，X=V 0t 竖直方向 Vy = gt ，y = 22 1gt 合 速 度 V t = ,2 2y x V V +与x 正向夹角tg θ= x y V v 匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心（又称向心力）。 描述量：线速度V ，角速度ω，向心加速度α，圆轨道半径r ，圆运动周期T 。 规律：F= m r V 2=m ω2r = m r T 2 2 4π 物 体 的 运 动 A 0 t/s X/cm T λx/cm y/cm A 0 V 天体运动问题分析 1、行星与卫星的运动近似看作匀速圆周运动 遵循万有引力提供向心力,即 =m =m ω2R=m( )R 2、在不考虑天体自转的情况下,在天体表面附近的物体所受万有引力近似等于物体的重力,F 引=mg,即?=mg,整理得GM=gR 2。 3、考虑天体自传时：（1）两极 （2）赤道 平均位移：02 t v v s vt t +== 模 型题 2．非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中有机械能损失． 非弹性碰撞遵守动量守恒，能量关系为： 12m 1v 21＋12m 2v 22＞12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 3．完全非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复的碰撞；碰撞过程中机械能损失最多．此种情况m 1与m 2碰后速 度相同，设为v ，则：m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v 系统损失的动能最多，损失动能为 ΔE km ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12 (m 1＋m 2)v 2 1 ．弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中没有机械能损失．弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等，即 12m 1v 21＋12m 2v 22＝12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 特殊情况：质量m 1的小球以速度v 1与质量m 2的静止小球发生弹性正碰，根据动量守恒和动能守恒有m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，1 2m 1v 21＝ 12m 1v 1′2＋1 2m 2v 2′2.碰后两个小球的速度分别为： v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1 m 1＋m 2v 1 动 量碰撞 如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量为m ＝1 kg 的相同的小球A 、B 、C 。现让A 球以v 0＝2 m/s 的速 度向B 球运动， A 、 B 两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与 C 球碰撞，C 球的最终速度v C ＝1 m/s 。问： om (1)A 、B 两球与C 球相碰前的共同速度多大？ (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？ 【答案】(1)1 m/s (2)1.25 J .线球模型与杆球模型：前面是没有支撑的小球，后两幅图是 有支撑的小球 过最高点的临界条件 由mg=mv 2/r 得v 临=? 由小球恰能做圆周运动即可 得 v 临=0 .车过拱桥问题分析 对甲分析,因为汽车对桥面的压力F N'=mg-?,所以(1)当v=?时,汽车对桥面的压力F N'=0; (2)当0≤v?时,汽车将脱离桥面危险。 对乙分析则:F N-mg=m , 甲 1.做平抛(或类平抛)运动的物体 任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 2. 自由落体 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 、 构建高中物理知识网络，提高解题能力 银川唐徕回中冯国庆 高中物理，有其内在的科学体系，只有掌握了知识结构、建立了理论体系，才能深入地把握各个知识点并能运用它们去解决有关的实际问题。因此构建高中物理知识网络结构是提高解题能力的关键。 一、高中学生物理知识网络结构 纵向：力、电、光、原 横向：必修68个考点，选修3-4、3-5共有31各考点 网络：现象、概念、规律、思想、方法 新考纲的整体框架和考点内容、能力要求、题型示例都没有太大变化，根据近三年的高考命题分析，理综试卷的物理部分试题仍然以高中物理的主干知识为主，即涉及到力学和电学的主要概念和规律。如牛顿运动定律、万有引力定律、动能定理、机械能守恒定律、电场与磁场、电路、电磁感应定律、带电粒子在电磁场中运动等。对选修的3-4、3-5的内容继续以选择题和计算题形式出现。在选择题中，重点考查学生对物理知识和物理概念的理解，计算题重点考查学生分析和综合、运用数学知识解决物理问题的能力。实验题侧重考查仪器的使用和考纲中规定的某个实验的操作以及对实验原理的迁移和探究能力。近年来，高考物理试题难度较为稳定。 二、一轮复习构建高中物理知识网络的整体框架 一轮复习课上，把握各部分物理知识的重点、难点。应指导学生梳理知识，形成结构，总结规律形成方法。帮助学生弄清局部知识与教材整体内容的关系，每一知识点在 教材中的地位、作用和特点，掌握知识与知识之间、知识块与知识块之间内部的本质联系于区别。通过梳理，将过去分散和零乱的知识就能十分条理、系统化的有机联系在一起了，便于贮存在大脑中，有利于记忆，不易遗忘，目的在于使用时可以十分快捷的提取。重要的是要让学生写出本章小结，主要总结物理量、物理规律、物理方法、典型习题、存在问题。知识经过梳理后，使学生加深了对某些物理概念和物理规律的全面、深刻的理解，容易掌握它们的本质特征，便于学生发现和掌握获取知识的规律、方法和手段，为后续学习打下良好的知识基础和思维品质。构建高中物理知识网络的整体框架。 三、二轮复习要进一步构建高中物理知识网络，突出物理方法 二轮复习要从教与学的实际情况出发拟定专题复习内容，全面系统复习物理知识，注重物理基本概念和基本规律的落实，注重物理学科能力和思想方法的培养，注重对实验知识的复习，培养学生独立设计和完成实验的能力以及实验迁移能力，突出对学科主干知识和重点内容的复习，构建并完善知识结构网络和方法结构体系，以培养物理学科能力，提升知识综合能力、物理建模能力和理论联系实际能力。知识精讲构建物理知识结构体系和方法结构体系，精讲物理学科主干知识和重点内容，突破重点，化解难点，排除疑点，重视热点，辨析误点，达到高效率复习物理知识的目的。精选典型例题，梳理思路，分析过程，点拨方法与技巧。 二轮复习要树立打通意识，把以往分散、独立、分割的知识或技能整合起来，找到它们的连接点，形成一个能够综合、创新的知能网络。可以某一关键的物理量或物理概念为中心，找出与之相联系的有关物理量或规律来构成知识板块。一般有物体的平衡、运动和力的关系、功和能、电磁学中的场、电磁学中的路、物理图像的意义和解题、如何审题等专题。 如：功和能专题以功和能量的转化与守恒为核心，它可以将整个高中物理各个部分中涉及到做功能量的知识点整合起来组成一个知识板块：功、功率、动能定理、机械能守恒定律、功能关系、重力做功、摩擦力做功、电场力作功、电流做功、安培力做功和核力做功。 再如力和运动，以力和初速度的方向变化为核心进行组建：将各种运动归类组合为一个专题。在电学中电路为一个专题等。这些以主干知识为核心来组建的专题，最大的优点是浓缩了物理知识，抓住了物理变化过程中的本质特点，为解决新情境下的物理问题提供了一些帮助。使学到的知识融会贯通。 概念与规律既是物理教学的核心，又是学生物理学习的起点。从核心着手贴近教学 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 < 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 高中物理3-1滑动变阻器的两种接法讨论和练习题 一，.限流接法讨论 如图1所示。 用电器Rx 的电压调节范围： 电路消耗的总功率为：EI 限流接法的选用原则： ①测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节， 只在小范围内变化，且待测电阻Rx 与R 接近时。 ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小， 法的要求时。 ③两种方法都满足时优先选用限流接法。 二，.分压接法 如图3所示 ①Rx 电压调节范围0≤Ux ≤E 。 ②开关闭合前，P 应在a 端。 分压接法的选用原则： ①测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。 ②待测电阻Rx 远大于R ，且要求电压变化范围较大时。 ③采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过Rx 的额定值或电表量程时。 二，滑动变阻器分压式和限流式两种接法练习 [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)； 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： (0)x ERx U E r Rx R ≤≤=+ 滑动变阻器的分压接法和限流接法 1 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。 1 如图1所示的电路中，滑动变阻器总电阻为R，输入 0 电压为U，负载电阻R两端的电压U随变阻器调节变化情0 况作如下的讨论： U0首先，不接负载R时，输出端的电压U= R，可见，ap图1 R0 U与成正比，输出电压电线性的，如图1（b）中?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）?所示。 再次，当负载电阻R很小，对于确定的R，左部分分得的电压将更小，如图如图1ap （b）?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 如图2所示的电路输入电压为U，滑动变阻器总阻值为R，滑动变阻器对负载R 电000流的控制情况作如下的讨论： U0首先，电路中的电流：I= ，可见，I随RaPR+RaP 的增大而减小，如图（b）所示。 U0当Rap=0时，电路中的最大电流I= ，R两端mR图2 的电压最大U=U。max0 2 ImmI当Rap最大值R分别为负载电阻1、3、5......倍时，电路中电流的最小值为、、024Im (6) U000UU负载电阻R两端的最小电压Umin为、、 (246) 由此可见，若滑动变阻器总电阻R较小，它对整个电路的电流控制能力就小，反之0 较大。但是，实际选择滑动变阻器时，并不是R越大越好。R很大，其单位长度的阻值00 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. 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. 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≤UL≤Ｅ ≤IL≤ EIL 分压 接法 0≤UL≤Ｅ0≤IL≤E（IL+Iap） 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.显然，当 R0< 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， ； 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： | ⑴限流式接法⑵分压式接法 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。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 kΩ的电阻 Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程 100 μA，内阻约 2 kΩ)； 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 kΩ)； D．电压表(量程 50 V，内阻约 500 kΩ)； 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 kΩ，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 高二上学期物理学案 序号ZT ○ 2 专题：滑动变阻器的限流式与分压式接法 【自主学习】【知识疏导】 1．比较及理解 ○ 1通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流， 通过变阻器改变电阻来改变用电器两端以控制电路中的电流——限流式； 电压，起调压器的作用——分压式。 如图1所示，当滑动头P 从右端向左移动 如图2所示，电阻R 与变阻器左边电阻 过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的 并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变 电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。 P 的位置改变用电器R 两端电压，实现调 制电压作用。 注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路 实验开始时应使滑动变阻器分出的电 的电阻最大。（如图：滑片应在最右段） 压最小。（如图：滑片应在最左段） ○2电压范围：U U R R R p ~+； 电压范围：U ~0 ○3电流范围： R U R R U p ~+。 电流范围：R U ~0 （上式中：R 为用电器的电阻，R p 为滑动变阻器的全电阻。） ◇ 1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。◇ 2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。（仪器安全为最） 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k Ω，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。 4．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） 班级： 姓名： ⑴限流式接法 ⑵分压式接法 滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据及伏安法测电阻 2013.10.30 1.限流式 图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx 的电压可调范围 E E R R x ~R x + 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. 2.分压式 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. 分压限流的选择 1. 负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连读可调，应选分压电路. 2. 若负载电阻的阻值Rx 远大于滑动变阻器总阻值R ，应选分压电路. 3. 若负载电阻的阻值Rx 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多，且没有要求电压从零可调,应选限流电路. 4. 两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路总功率小。 5. 特殊问题要具体问题具体分析. 电流表内接法与外接法选择： (1)阻值判断法：当 V R R ??时,采用电流表“外接法” 当 A R R ??时,采用电流表“内接法”。即大内小外！ (2)试触法:若电压表变化明显，用外接法；若电流表变化明显，则用内接法！ 实验一 测金属丝电阻率 1.实验步骤 ①测量电阻丝的直径d. ②按电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路； ③把一段同规格的电阻丝接入电路，用mm 刻度尺量出其接入电路的长度l. ④把滑动变阻器的滑片调至适当位置，电路经检验无误后闭合电键，改变滑动片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数Ｉ和Ｕ的值。求出电阻的平均值.或者作出U-I 图像，求其斜率k=R ⑤利用 L S R =ρ计算金属丝的电阻率. 例1：在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，下列做法正确的是( ) 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)； 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____________________________________________。 ⑴限流式接法 ⑵分压式接法 滑动变阻器的两种接法比较和选择 知识要点 一、滑动变阻器的两种连接方式 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． 二、两种电路的比较 1.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R 0无关。 2.从方便调节的角度比较 其中，在限流电路中，通R L 的电流I L =0 R R E 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< 从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。 从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EI L ），分压电路耗能大（E （I L ＋I ap ））。 三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取． （1）下列三种情况必须选用分压式接法 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调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法． ②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b ）连接时，因R L >>R 0＞R ap ，所以R L 与R ap 的并联值R 并≈R ap ，而整个电路的总阻约为R 0，那么R L 两端电压U L =IR 并=0R U ·R ap ，显然U L ∝R ap ，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作． ③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 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测量时电路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R 0接近或R L 略小于R 0，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采用限流式接法． 力学知识结构图 力的概念 定义 力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都 有施力物体和受力物体 三要素 大小、方向、作用点 矢量性 力的矢量性表现在它不仅有大小和方向，而且 它的运算符合平行四边形定则。 效果 力的作用效果表现在，使物体产生形变以及改变 物体的运动状态两个方面。 力的合成与分解 一个力的作用效果，如果与几个力的效 果相同，则这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个力的分力。 由分力求合力的运算叫力的合成；由合力求分力的运算叫力的分解。 重力 由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小G ＝mg 。g 为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的 影响，地球周围各地g 值不同。在地球表面，南极与北极g 值较大，赤道g 值较小；通常取g=9.8米／秒2。 重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力，2 R Mm G F = 。通常取引力常量G ＝6.67×10-11牛·米2／千克2。物体的重力可以认为 是地球对物体的万有引力。 弹力 弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。 胡克定律F=kx ，k 称弹簧劲度系数。 滑动摩擦力 物体间发生相对滑动时，接触面间产生的阻碍相对滑动的力，其方向与接触面相切，与相对滑动的方向相反；其大小f=μN 。N 为接触面间的压力。μ为动摩擦因数，由两接触面的材料和粗糙程度决定。 静摩擦力 相互接触的物体间产生相对运动趋势时，沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦 力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱，在零和“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值，因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。 摩擦力 三种常见的力 牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性，衡量惯性的大小的物理量是质量。 牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外 力方向相同。表达式F 合=ma ，其中F 单位：牛（N ）；m 单位：千克（kg ）；a 单位：米／秒2(m/s 2)。意义：力是改变物体运动状态的原因。 牛顿第三定律 两个物体间相互作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 (作用力与反作用力同时产生，同时消失，是同种性质的力，它们分别作用在不同的物体上，不存在“平衡’问题。) 牛 顿运动定律 功 功是能量转换的量度，即：有功必有能量形式的转换．做了多少功就有多少能量发生了形式转换。大小：W=FScos α (两个要素： ①力 ②力方向上有位移)单位：焦（J ） 正功 ：表示动力功(即力与位移夹角小于900。) 负功：表示阻力功(即力与位移夹角大于900。) 功率 平均功率t W P = 单位：瓦（焦／秒） 即时功率P=FVcos α，单位：瓦（焦／ 动能 物体由于运动所具有的能 2 2 mv E K =。 (动能是运动状 态的函数，是标量) 动能定理 合外力所做的功等于 物体动能的变化。表达式 W=E K2—E K1 （动能定理适用于变力做功的过程） 势能 由于物体之间相对位置和 物体各部分间相对位置决定的能叫势能。 重力势能 E P ＝mgh h 为物体 距零势能位置的高度。零势能位置可依具体问题解题方便而定，故重力势能的大小只有相对的意义。重力势能的变化表示了重力做功的多 弹性势能 物体由于发生弹性形 变而具有的能。 机械能守恒定律(动能和 势能统称机械能) 在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 同样，在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，机械能总量也保持不变。 冲量 力和力的作用时间的乘积 叫做力的冲量 单位 牛·秒。冲量的方向，即力的方向。 动量 物体的质量和速度的乘积叫做动量 单位：千克·米／秒。动量的方向，即速度的方 功和能 动量定理 物体所受合力的冲量 等于物体的动量变化。 表达式Ft=P 末-P 初 系统动量守恒定律 系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变 冲 量和动量 运 动和力 专题滑动变阻器的两种解法 一、教学目标： 1、认识滑动变阻器的两种接法 2、两种接法的特点及作用 3、两种接法的选择方式 二、重点和难点： 重点：两种接法的特点及作用 难点：两种接法的选择方式 三、设计思路： 先让学生认识滑动变阻器的两种接法，让学生小组讨论两种接法的电路构造特点，从而理解为什么一个叫限流式接法，一个叫分压式接法 根据串并联知识让学生分析两种接法的电压变化范围及电流变化从而得出必选分压式接法的一种情况 最后具体举联说明选择的方式 四、教学流程 教 学进程教师活动学生活动 活动目 标及说 明 一新课教学（直接引入）我们知道要描绘待测电阻的伏 安特性曲线，必须多测几组U、 I值，如何在同一电路中中多 测几组U、I值呢？ 思考： 1、滑动变阻器与小灯泡串联起 什么作用？试分析一下过程？ 2、滑动变阻器与小灯泡并联起 什么作用？试分析一下过程 学生A：通过滑动变阻器可起到作用 学生B： 滑片P移动的过程 中接入电路的电阻变化，使得通过待测电阻 的电流发生变化，加在待测电阻两端的电压 发生变化。电压的变化范围是 x x R E E R R + ,电流变化范围是 x x E E R R R + 可以使 学生对 滑动变 阻器的 两种接 法及电 路特点 进行理 解性识 记 滑片P 移动的过程中，加到待测电阻两端的电压发生变化，进而电流也发生变化 师总结：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 可见，当要求负载电压或电流从0开始变化或要求变化范围较大，要选分压式接法 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 R R R L L +E ≤U L ≤E 0R 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 拓展 限流法： 思考：1、待测电阻上电压调 节范围为 ~L L R E E R R +.显 然，当R 0<(完整版)高中物理知识点总结和知识网络图(大全)
滑动变阻器的分压接法和限流接法
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