专题:滑动变阻器的接法(限流式与分压式)
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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)对负载R0L 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上电压调节范围L(忽略电源内阻)负载R上电流调节范围L(忽略电源内阻)相同条件下电路消耗的总功率限流接法R------- L— E < U < ER + R LL0E T E------ < I < ——R + R-------- L RL0 LEIL分压接法0 < U L< EE E0 < I < ——L R LE(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的电流I二一^,当R〉R时I主要取决于R的变化,当R<R时,I主要取L L R + R0 L L 00 L L L0决于R,特别是当R<<R时,无论怎样改变R的大小,也不会使I有较大变化.在分压电路中,不论R的大小如何,调节滑动触头P的位置,都可以使I L有明显的变化.2、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、若要求被测电阻两端电压变化范围较大,或需要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),必须采用分压接法.分压式电路中,在电路中的电流小于滑动变阻器的额定电流的前提下,应该选择量程较小的变阻器(调节效果好,电压变化均匀)。
②、当用电器的电阻R L远大于滑动变阻器的最大值R°,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、当用电器的电阻R L远小于滑动变阻器的最大值R°,为使被测电阻中的电流有明显变化,应采用分压接法.④、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的额定电流时,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°接近或R L略小于R°,两种接法都可以,采用限流式接法较好,节能省电.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,考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.知识点二:电流表内接法与电流表外接法的比较U根据欧姆定律的变形公式R =丁可知,要测某一电阻R的阻值,只要用电压表测出R两端的电压,用电流表测I x x0L出通过R 的电流,代入公式即可计算出电阻R 的阻值。
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。
滑动变阻器的限流式和分压式接法课前预习(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。
如图1所示,为保证电路安全,滑动变阻器的滑片P 应先置于何处左端还是右端?答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。
如图2所示,为保证电路安全,滑动变阻器的滑片P 应先置于何处左端还是右端?答(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:RU 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。
)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:RU ~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限流式接法⑵分压式接法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;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。
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 2013.10.301.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:当时,采用电流表“外接法”当时,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=R⑤利用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(A.用米尺量金属丝的全长(测三次),求出平均值,然后接入电路中B.在铅笔上密绕金属丝30匝,量出宽度,除于匝数,得出金属丝的直径C.用伏安法测电阻时宜用安培表内接法,多次测量求出平均值D.实验中,通电时间不宜太长,电流不宜过大,尽量保持金属丝的温度不变例2:(1用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时,示数如图所示,则测量结果应该读作________cm.(2用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图实所示,此示数为________cm.练习:1.欲用伏安法测定一段阻值为左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,备有以下器材:A. 电池组(3V、)B. 电流表()C. 电流表()D. 电压表(0~3V、)E. 电压表(0~15V、)F. 滑动变阻器(0~)G. 滑动变阻器(0~) H. 开关、导线(1)上述器材中应选用的是______________。
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)。
⑴限流式接法⑴限流式接法 ⑵分压式接法⑵分压式接法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。
例1: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的电路图。
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)例2、在做“描绘电灯泡的伏安特性曲线图”的实验当中,要通过滑动变阻器来改变灯泡两端的电压,那么滑动变阻器的连接是选择限流式还是分压式?(提示:在本实验当中,要求灯泡两端的电压从零开始逐渐增加)电灯泡和电流表的电阻都比较小,电压表的电阻较大,选择内接还是外接呢?画出电路图。
选择内接还是外接呢?画出电路图。
例3、用伏安法测量某电阻Rx 的阻值,现有实验器材: 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3K Ω)E.电流表V1:量程0—15A (内阻15Ω)F .滑动变阻器R :0—100ΩG .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,电压表应选 ,并画出电路图。
电流表内外接滑动变阻器限流与分压接法引言在电路实验中,经常会涉及到对电流进行测量。
为了保护仪器以及被测电路,我们通常会使用电流表进行测量。
然而,电流表的量程是有限的,当被测电流超过量程范围时,如果不采取措施,会导致电流表烧毁。
为了解决这个问题,我们可以使用滑动变阻器进行限流,同时还可以通过分压接法改变电流表的量程,以适应不同的测量需求。
电流表内接滑动变阻器限流接法在电流表内接滑动变阻器限流接法中,滑动变阻器被串联在电流表的测量回路中,用于限制通过电流表的电流。
这样做的目的是保护电流表,防止过大的电流流过。
接法步骤1.将电流表的正引线和滑动变阻器的接线端子连接。
2.将滑动变阻器的移动端接地,与电流表的负引线相连。
注意事项•在选择滑动变阻器的阻值时,要根据被测电路的电流范围来确定。
一般来说,选取一个稍微大一点的阻值,以提供一定的测量余地。
•在连接电流表和滑动变阻器的引线时,要注意引线的正确连接,避免接错导致测量结果错误。
电流表外接滑动变阻器限流接法在电流表外接滑动变阻器限流接法中,滑动变阻器则被并联在电流表的测量回路之外,用于限制通过电流表的电流。
这种接法更加灵活,可以根据需要调整电流表的量程,并且不会对被测电路产生过多的影响。
接法步骤1.将电流表的正引线接在被测电路的正极上。
2.将电流表的负引线接在被测电路的负极上。
3.将滑动变阻器的两个引线分别接在电流表的正负极上。
注意事项•在选择滑动变阻器的阻值时,要根据被测电路的电流范围来确定。
同样,选取一个稍微大一点的阻值,以提供一定的测量余地。
•在连接电流表和滑动变阻器的引线时,要确保引线连接牢固,避免接触松动导致测量结果不稳定。
通过使用滑动变阻器进行限流和分压接法,我们可以保护电流表,防止其过载烧毁,并且可以调整电流表的量程,以适应不同的测量需求。
在实际应用中,根据具体情况选择内接或外接滑动变阻器的接法,能够更好地实现电流的准确测量和保护电路仪器的目的。
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
【牛刀小试】
1.用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:
A:待测电阻Rx(约100Ω);
B:直流电流表(量程0~40mA、内阻约50Ω);
C:直流电压表(量程0~3V、内阻约5kΩ);
D:直流电压表(量程0~6V、内阻约10kΩ)
E:直流电源(输出电压6V、内阻不计);
F:滑动变阻器(0~15Ω、允许最大电流1A);
G:滑动变阻器(0~100Ω、允许最大电流20mA)
K:开关1个,导线若干.
1)根据所提供的器材设计实验方案,把你设计的实验电路图画在旁边答题框内
2)为了使测量尽可能的准确,根据你设计的实验,选用的实验器材
有。
(填仪器前面的序号)
3)根据你设计的电路图,用实线连接下面实物图
2.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6V,3W”,其他供选择的器材
有
电压表V(量程0~6V,内阻约)
电流表(量程0~3A,内阻约)
电流表(量程0~0.6A,内阻约)
滑动变阻器R(阻值0~20,2A)
学生电源E(电动势8V,内阻不计)
开关S及导线若干
实验中要求电压表的示数能在0~6V范围内变化。
读出多组电压和电流值,在坐标纸上通过描点法画出小灯泡的伏安特性曲线。
1)实验中电流表应选用____________。
2)在下面的实线框中画出实验电路图。
3)某同学利用测量的数据,画出如下图的图线,但该同学忘记在坐标上标明横坐标和纵坐标所表示物理量。
请你根据图线作出判断:横坐标表示____________,纵坐标表示_________。
【心得体会】:
【未完待续】:关于电流表内接、外接,滑动变阻器限流式、分压式接法及仪表的选择、电路图设计、实物图的连接后期再重点突破。
【切记】:不积跬步无以至千里,不积小流无以成江海!。