滑动变阻器的两种接法修改后1
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初中物理滑动变阻器的接法讲解
滑动变阻器是一种电阻器,它可以通过滑动滑动片改变电阻值,常用于调节电路中的电阻值。
在初中物理学习中,学生需要掌握滑动变阻器的接法方法,本文将为大家讲解滑动变阻器的接法。
1.串联接法
串联接法是将多个滑动变阻器按照一定顺序连接起来,电流从一个滑动变阻器的一个端口流入,通过滑动变阻器内部的电阻,然后从另一个端口流出,并进入下一个滑动变阻器的一个端口,如此连接下去。
串联接法的电阻值等于各滑动变阻器的电阻值之和。
因为电流只有一条通路,所以串联接法的电流强度相同。
2.并联接法
并联接法是将多个滑动变阻器的一个端口和一个端口连接起来,另外一个端口和另外一个端口连接起来,如此连接下去。
并联接法的电阻值等于各滑动变阻器电阻值的倒数之和的倒数。
因为电流有多条通路,所以并联接法的电流强度不同。
3.混合接法
混合接法是将滑动变阻器按照一定的顺序和方式连接起来,既包含串联接法,也包含并联接法。
混合接法的电阻值要根据实际情况计算,电流强度也不同。
因为电路比较复杂,所以需要根据具体情况进行分析计算。
总之,滑动变阻器的接法方法有串联接法、并联接法和混合接法
三种。
初中物理学生需要根据实际情况选择正确的接法方法,并掌握计算电阻值和电流强度的方法。
滑动变阻器的两种接法两种接法中滑动变阻器阻值的选择①限流接法中为使负载的电压能平稳地由电压表半偏到满偏,选择的滑动变阻器的阻值大约为被测电阻的几倍或十几倍。
实际测量时,要求工作电路上的测量值(电压、电流)范围广一些,以减小误差。
限流接法中,滑动变阻器若比负载电阻的阻值小得多,则负载电压变化范围太小,不利于取得多组数据,甚至在某些题目中不满足保护负载的安全要求。
但若滑动变阻器的阻值比负载电阻大得太多,又不方便调节到有效的多组电压,表现为接入电路的阻值较大时,负载上分得的电压几乎为零,指针偏角不明显,读数的误差大;当接入电路的阻值与负载相当时,又已经没有几根电阻丝可调节,稍一滑则电阻为零,操作不方便。
②分压接法中要滑动变阻器阻值远小于工作电路阻值,才能有稳定的输出特性,有利于调节。
因为这种情况下,负载与滑动变阻器并联的总阻值约等于与之并联的那部分阻值。
这样负载两端的电压(即并联部分的电压)与干路中那部分电阻的电压比就约等于滑片左右两边的长度比,故随着滑片的移动,负载两端的电压能稳定均匀地增加。
思考:分压电路为什么也不选择阻值远大于负载电阻的滑动变阻器?(提示:也是操作不方便。
)4.分压、限流电路的选择若限流接法能满足要求,一般用限流接法,所以一般先用限流电路估算。
若能满足条件就不用分压。
采用分压接法时一般是以下原因:①题目要求加在工作电路上的电压(或电流)从零开始变化(或要求变化范围尽可能大),应采用分压接法。
②滑动变阻器阻值限制。
如滑动变阻器总阻值小于被测电阻阻值,采用限流接法时工作电路的电压、电流值变化范围不大,则采用分压接法,这时滑动变阻器阻值小一些比较好,一般小于负载电阻的一半,即滑动变阻器阻值远小于负载电阻时用分压接法。
如滑动变阻器总阻值大于被测电阻阻值(一到几倍),且不要求工作电路上电压从零开始调节,可采用限流接法。
③限流电路中滑动变阻器打到最大也不能满足安全要求的应用分压接法。
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)。
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 =0R 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<<R L 时,无论怎样改变R 0的大小,也不会使I L 有较大变化.即R 0越大,电流、电压变化范围越大; R 0越小,电流、电压变化范围越小. 在分压电路中,并联电路电阻比小的那个还小,当R 0>>R L 时,R 并≈R L ,所以R L 两端电压随R 0增大而增大,几乎不受负载影响。
当R L 比R 0小或小很多时,R 并≈R 0这时几乎不受影响,不宜采用分压电路。
归纳为:大负载 R 0>R L 时,分压电路 小负载 R 0<R L 时,限流电路大载分压小限流3.从两电路连线和节能角度比较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.1. 当待测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(或要求测量多组数据)时,必须选用分压电路。
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 =0R 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<<R L 时,无论怎样改变R 0的大小,也不会使I L 有较大变化.即R 0越大,电流、电压变化范围越大; R 0越小,电流、电压变化范围越小.在分压电路中,并联电路电阻比小的那个还小,当R 0>>R L 时,R 并≈R L ,所以R L 两端电压随R 0增大而增大,几乎不受负载影响。
当R L 比R 0小或小很多时,R 并≈R 0这时几乎不受影响,不宜采用分压电路。
归纳为:大负载 R 0>R L 时,分压电路 小负载 R 0<R L 时,限流电路大载分压小限流3.从两电路连线和节能角度比较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.典型例题【例1】如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:A .待测电阻Rx (约100Ω)B.直流毫安表(量程0-10mA,内阻50Ω)C.直流电压表(量程0-3V,内阻5K Ω)D.直流电源(输出电压4V ,内阻不计)F .滑动变阻器(阻值范围0-15Ω,允许最大电流1A ) 根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。
滑动变阻器的分压接法和限流接法集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-图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 0R 0R 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。
图再次,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 0R 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 0R ,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 、I m6……负载电阻R 两端的最小电压Umin 为U 02 、U 04 、U 06……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,反之较大。
滑动变阻器的两种接法
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RL远大于滑动变阻器的最大值R0,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
(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RL的额定值时,只能采用分压接法.
解释
如果限流接,用电器的分压分远大于滑变,用电器的电压就可能不能降到所需的程度,不仅不能完成实验要求,还可能烧坏用电器。
(也就是(3))
即使电压不至于烧坏用电器,要求电压变化范围大(测多组数据就要求大变化幅度)时,用限流接法也不能达到大范围地调节的作用:
事实上,
I=E/(R0+Rl+r)
Ul=I*Rl
(其中E是电动势,r是内阻,可以调节的最只有R0)
由于Rl>>R0,所以在一式中调节R0对分母影响不大,电流I的改变也不会很大,Ul也就不会有大的改变。
此时电压变化范围很可能就不满足实验要求。
(3)超压了,会烧坏用电器。
这是出于安全的考虑,很明白。