高考物理专题复习:电学设计实验中定值电阻的作用
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定值电阻在电路中的作用主要体现在以下几个方面:
1. 限制电流:定值电阻可以限制电路中的电流大小,从而保护电路中的其他元件不受过电流的损害。
2. 分压:在电源电路中,定值电阻可以用来调节输出电压的大小。
3. 滤波:定值电阻在电路中可以起到滤波的作用,帮助消除电路中的噪声和干扰。
4. 匹配:在电路中,定值电阻可以用于匹配不同阻抗的元件,以确保电路的正常运行。
5. 放大:在放大电路中,定值电阻可以用来控制放大器的增益。
6. 调节LED亮度:通过调节定值电阻的阻值,可以调节LED的亮度。
7. 控制电机转速:通过改变定值电阻的大小,可以改变电机的工作电压或电流,从而控制电机的转速。
8. 调节温度传感器输出:在温度传感器电路中,定值电阻可以用来调节输出电压或电流的大小,从而控制温度传感器的输出。
9. 用于电表改装:在电表改装中,定值电阻可以用于将表头或低量程电流表改装成电压表,或将表头或低量程电压表改装成电流表。
总之,定值电阻在电路中起着重要的作用,可以实现各种不同的电路功能。
定值电阻在电路设计中的作用电学实验一向是高考中的热点和难点,这部分知识学生最怕的是电路设计,尤其是定值电阻的应用教材中很少涉及,教师在教学中容易忽视这部分内容,但考查学生的电路设计实验中又往往出现定值电阻,学生倍感困惑,不知道怎么用它;我在高三的电学实验教学中屡屡被学生问及相关问题,所以引导学生研究“定值电阻在电路设计中的作用”专题,总结出以下一些规律:一、 定值电阻用于电表的改装,扩大电表的量程常见的有三类:①将电流表改装为电压表,利用了串联电阻分压性质;②扩大电流表的量程,利用了并联电阻分流的性质③扩大电压表的量程,利用了串联电阻分压性质。
例1为了测定一节干电池的电动势和内阻,在实验中备有下列器材: ①干电池(电动势约为1.5V ,内电阻小于1.0Ω)②电流表G (满偏电流1.5mA ,内阻10G R =Ω)③电流表A (0~0.6A,内阻0.1Ω) ④滑动变阻器1R (0~20Ω,10A ) ⑤滑动变阻器2R (0~100Ω,1A ) ⑥定值电阻3990R =Ω ⑦开关,导线若干 请画出你利用本题所提供的器材而设计的实验电路图(实验数据要求尽量准确) 分析:题设电流表A 可测外电路的电流;将电流表G 与定值电阻3990R =Ω串联正好改装为0~1.5V 的电压表,测外电压;多测出几组I 、U 的数据,用图像法来处理数据,求出E 、r 的值。
思考1:现要测量一电动势约为4.5V ,内阻约为5.0Ω的电源的电动势和内阻,在实验中备有下列器材电压表(0~6V )、电流表(0~200 mA 、内阻r A =5Ω)、滑动变阻器R (最大阻值约10Ω)、定值电阻(R 0=2Ω)一个、导线若干。
请画出你利用本题所提供的器材而设计的实验电路图提示:若直接把电流表串联进电路中,电路中的最小电流为mA A A 200225.010555.4>=++,即电流表的量程偏小,应将定值电阻与电流表并联,这样电流表的量程扩大为700mA 即可。
物理实验备考新考点—定值电阻的应用高考物理试题中一直重视实验题的考查,但由于高考物理只有笔试,许多重要的实验能力与素养很难有效地进行考查,但近年高考试题表明,命题者一直在努力地使对实验能力和素养的考核渗透到有关试题之中,一直在努力提高实验考核的有效程度。
综观近年特别是05和06年的高考试题,电学实验考查的仍然是设计性实验这一基本情景,而电学实验的重点无非是电阻测量、电表改装、测量电源电动势和内阻等三大基本实验。
在可考查的实验内容基本确定的情况下,命题者在对实验能力的考查中如何实现创新呢?统计表明,05年之前的电学实验高考题主要是通过电表的创新应用考查考生的创新设计能力,很少涉及定值电阻的应用,即使涉及,定值电阻的应用也不是电路设计的核心;本文将要讨论的05、06年的两道高考题,通过定值电阻的应用深入考查了学生对实验原理与实验方法的创新能力以及对电路的评价能力,很好地体现了实验题的考查功能。
本文的分析将表明,定值电阻的应用是值得备考师生注意一个重要的新考点。
例题一:(05全国卷Ⅰ)测量电源B 的电动势E 及内阻r (E 约为4.5V ,r 约为1.5Ω)。
器材:量程3V 的理想电压表○V ,量程0.5A 的电流表○A (具有一定内阻),固定电阻R =4Ω,滑线变阻器 R ′,电键K ,导线若干。
①画出实验电路原理图。
图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中,当电流表读数为I 1时,电压表读数为U 1;当电流表读数为I 2时,电压表读数为U 2。
则可以求出E = ,r = 。
(用I 1,I 2,U 1,U 2及R 表示)答案:①实验电路原理图如图。
②R I I U U I I U I U I -----2112211221 分析:思路1:题给电压表的量程小于电源的电动势,因此,虽然题给电压表为理想电压表,但却不能将电压表直接连接在电源的正、负极间去测量电源的电动势。
思路2:考生都做过测量电源电动势与内电阻的学生实验,其原理如图1-1所示,为保护题给电流表,电路的总电阻应该大于R 总min =E /I g =9Ω,如不接固定电阻R ,则滑线变阻器R ′的最小接入阻值应为7.5Ω(不考虑电流表内阻,以题给阻值估算,下同),则电压表的最小示数应为V 753V 545157571.....min =⨯+=U ,已经超过电压表量程。
定值电阻在电路设计中的作用电学实验一向是高考中的热点和难点, 这部分知识学生最怕的是电路设计,尤其是定值电阻的应用教材中很少涉及, 教师在教学中容易忽视这部分内容,但考查学生的电路设计实验中又往往出现定值电阻, 学生倍感困惑,不知道怎么用它;我在高三的电学实验教学中屡 屡被学生问及相关问题, 因此引导学生研究“定值电阻在电路设计中的作用”专题,总结出以下一些规律:一、定值电阻用于电表的改装,扩大电表的量程常见的有三类:①将电流表改装为电压表,利用了串联电阻分压性质;②扩大电流表的量程,禾U 用了并联电阻分流的性质③扩大电压表的量程,禾U 用了串联电阻分压性质。
例1为了测定一节干电池的电动势和内阻,在实验中备有下列器材: ① 干电池(电动势约为 1.5V ,内电阻小于1.0") ② 电流表G (满偏电流1.5mA ,内阻R G)③ 电流表A (0〜0.6A,内阻0.1门) ④滑动变阻器 R (0〜20门,10A )⑤滑动变阻器 R , (0〜100" , 1A )⑥定值电阻R s = 9901.1请画出你利用本题所提供的器材而设计的实验电路图(实验数据要求尽量准确) 分析:题设电流表 A 可测外电路的电流;将电流表 G 与定值电阻R s =990, |串联正好改装为 0〜1.5V 的电压表,测外电压;多测出几组I 、U 的数据,用图像法来处理数据,求出E 、r 的值。
思考1 :现要测量一电动势约为 4.5V ,内阻约为5.0"的电源的电动势 和内阻,在实验中备有下列器材电压表(0〜6V )、电流表(0〜200 mA 、内阻变阻器R (最大阻值约10。
)、定值电阻(R °=20)—个、导线若干。
请画出你利用本题所提供 的器材而设计的实验电路图提示:若直接把电流表串联进电路中,电路中的最小电流为4 5------ 1-A =0 225A 200mA ,即电流表的量程偏小,应将定值电阻与电流表并联,这样5 5 10电流表的量程扩大为 700mA 即可。
定值电阻在电学实验中的重要作用电学实验是所有高中生头疼的问题,它的复杂性正在于对实验中方方面面的考虑必须周到,包括电表的偏转、量程大小以及滑动变阻器的限流与分压接法的选择等等,然而,定值电阻却成了许多学生忽略的细节,殊不知,定值电阻在电学实验中起到的作用往往是关键性的,在你疑惑不解的时候或许就是让问题“柳岸花明又一村”的法宝,下面就简单地对定值电阻的作用作一些探讨。
一、充当电路中的保护电阻,限制电流,防止电流过大烧毁仪器。
这是大多数人都烂熟于心的,就不具体论述了。
二、限制电流,使电流不超过电表的量程,便于测量下面就这个问题举一个例子进行分析例:用伏安法测量一个阻值约为20Ω的未知电阻R x的阻值有下列器材电源E(电动势3V,内阻可忽略不计)电流表A1(量程约0~50mA,内阻约12Ω)电流表A2(量程约0~3A,内阻约0.12Ω)电压表V1(量程约0~3V,内阻约3KΩ)电压表V2(量程约0~15V,内阻约15KΩ)滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)滑动变阻器R2(0~1000Ω,允许最大电流0.5A)定值电阻R(30Ω,允许最大电流1.0A)开关、导线若干:请选择合适的仪器,并画出电路图,写出电阻计算表达式 经过简单的分析,大多数同学都能够选择出正确的器材E 、A 1、V 1、R 1及开关导线,而后又自然而然的画出了分压,外接式的测量电路。
但是我们仔细思考一下便会发现其中存在的问题首先电流表不能超过其量程50mA ,当电流表到达满偏时,R X 两端的电压大约为1V ,此时达不到电压表量程的31,且从实际情况考虑,也并不能让电压表达到满偏,因此必然存在较大的误差,此时定值电阻便派上了大用场,我们将定值电阻R 与未知电阻R X 串联后,接入电路我们会发现,上述的问题已经不存在了,因为R 的存在即使电压表的示数有了较大偏转,又避免了电流过大而超过电流表的量程,计算R X ,只需读出电压表的示数U ,以及电流表的示数I ,R X =U/I-R ,问题就迎刃而解了。
定值电阻在电学实验中的作用作用电路图保护电路改装电表或扩大量程已知电压做电流表使用已知电流做电压表使用增大待测量,减小误差练习:1、为了较准确地测量某电子元件的电阻,某同学进行了以下实验,请完成步骤中的填空:(1)①先用欧姆表粗测该元件的电阻,选用“×10”的电阻挡测量时,发现指针偏转较小,因此应将多用电表调到电阻______________挡(选填“×1”或“×100”);②将红、黑表笔短接,重新进行欧姆调零,多用电表的示数如图1所示,则被测电阻的阻值为______________Ω;(2)为精确测量其电阻,该同学设计了如图2所示的电路.图2中的量程为2mA,内阻约50Ω;R为电阻箱(9999.9Ω),直流电源E约6V,内阻约0.5Ω.则以下关于保护电阻的阻值合理的是________A.30Ω B.300Ω C.3000Ω D.30000Ω(3)将S掷到1位置,将R调为,读出的值以及此时的示数为,然后将R调到______________(选填“最大值”或“最小值”);(4)再将S掷到2位置,调节R,使得表的示数仍为,读出R的值为,则=______________.2、为探究小灯泡L的伏安特性曲线,提供了以下器材:小灯泡L,规格“4.0 V 2.8 W”;电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2 Ω;电压表V,量程3 V,内阻r V=9 kΩ;标准电阻R1,阻值1 Ω;标准电阻R2,阻值3 kΩ;滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;学生电源E,电动势6 V,内阻不计;开关S及导线若干.(1)某同学设计了如图甲所示的电路来进行测量,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于________,当通过L 的电流为0.46 A时,电压表的示数如图乙所示,电压表的读数为_______V,此时L的电阻为______ Ω. (2)要想更准确完整地描绘出L的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你利用所供器材,在图中的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.(3)根据实验测得的数据,描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图,若将该灯泡接到E=1.5V、r=3.0Ω的电源两端,则灯泡实际消耗的功率P=______W.(结果保留两位有效数字)3.(2021·广东广州市综合测试)“测定铜导线的电阻率”实验中可供选用的器材有:A.横截面积为1.0 mm2、长度为100 m的一捆铜导线(电阻R x约2 Ω)B.电流表G:内阻R g=100 Ω,满偏电流I g=3 mAC.电流表A:量程0.6 A,内阻约1 ΩD.滑动变阻器R:最大阻值5 ΩE.定值电阻:R0=3 Ω,R1=900 Ω,R2=1 000 ΩF.电源:电动势6 V,内阻不计G.开关,导线若干请完成下列实验内容:(1)把电流表G与定值电阻改装成量程为3 V的电压表,则定值电阻应选________(填“R1”或“R2”).(2)为了尽可能获取多组数据,实验电路图应选图4四幅中的________,电路中R0的作用是________________________.图4(3)根据正确的电路图,在图5中完成实物图的连接(已正确连接了部分导线).图5(4)某次测量中,电流表G的读数为2.40 mA时,电流表A的读数为0.50 A,由此求得铜导线的电阻率为________ Ω·m.(保留两位有效数字)4、导电玻璃是制造LCD的主要材料之一,为测量导电玻璃的电阻率,某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件,上面标有“3 V,L”的字样,主要步骤如下,完成下列问题.(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图甲所示,则直径d =________ mm.(2)然后用欧姆表×100挡粗测该导电玻璃的电阻,表盘指针位置如图乙所示,则导电玻璃的电阻约为________ Ω.(3)为精确测量R x 在额定电压时的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的13,滑动变阻器便于调节,他们根据下面提供的器材,设计了一个方案,请在虚线框中画出电路图,标出所选器材对应的电学符号.A .电流表A 1(量程为60 mA ,内阻R A1约为3 Ω)B .电流表A 2(量程为2 mA ,内阻R A2=15 Ω)C .定值电阻R 1=747 ΩD .定值电阻R 2=1 985 ΩE .滑动变阻器R (0~20 Ω)F .电压表V(量程为10 V ,内阻R V =1 kΩ)G .蓄电池E (电动势为12 V ,内阻很小)H .开关S 一只,导线若干(4)由以上实验可测得该导电玻璃电阻率值ρ=________(用字母表示,可能用到的字母有长度L 、直径d 、电流表A 1、A 2的读数I 1、I 2,电压表读数U ,电阻值R A1、R A2、R V 、R 1、R 2).5、图(a )为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图。
SHANXI EDUCA TION课改新探KEGAI XINTAN电学实验是高三物理教学的重点之一。
电路设计是电学实验中的难点,经常用到定值电阻。
定值电阻如何使用,是学生学习中最困惑的地方。
为此,本文将对电学实验中定值电阻常见的使用方法进行归类分析。
一、定值电阻作为负载电阻使用定值电阻最常见的用途是作为电源的用电器,或作为电源负载的一部分使用,称为负载电阻。
【例1】如图所示电路中,电阻R 1=R 2=3Ω,R 3=6Ω,单刀双掷开关S 扳至1时,电流表的示数为1.0A ,S 扳至2时,电流表示数为1.5A ,求电源的电动势和内电阻(电流表内阻不计)。
解:当开关S 扳至1时,由闭合电路欧姆定律可得:E =I 1æèçöø÷R 1R 3R 1+R 3+R 2+r 当开关S 扳至2时,由闭合电路欧姆定律可得:E =I 2éëêùûú()R 1+R 2R 3R 1+R 2+R 3+r 代入数据可得:E =1×()5+r ①E =1.5×()3+r ②由①、②两式解得E =6V ,r =1Ω点评:定值电阻R 1、R 2、R 3作为电源的负载使用。
通过“两并一串”“两串一并”两种组合,使闭合电路呈现两种状态,可求出电源的电动势和内电阻这两个未知量。
二、定值电阻作为保护电阻使用定值电阻作为保护电阻,是定值电阻第二种常见的使用,这类问题的关键是弄清题目的实验原理,根据提供的数据进行必要的估算,确定保护电阻在电路中的位置和阻值,确保电表、待测元件、电源、滑动变阻器等器材在实验中不被烧坏,这是电路设计中安全性原则的要求。
【例2】现有一特殊的电池,其电动势E 约为9V ,内阻r 在35Ω~55Ω范围内,最大允许电流为50mA 。
为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验。
定值电阻的妙用宜昌市第二中学:张家民定值电阻作为一类很普遍的电学元件,作用看起来好像很单一,但在高中物理电学实验中却经常发挥至关重要的作用。
电学设计型实验是近年来高考考查的热点,也是高三复习教学的重点之一且设计型实验主要以电路设计为主。
电路设计经常要用到定值电阻,定值电阻如何使用往往是学生最感到困惑的地方,也是教学的薄弱环节。
鉴于此,笔者将定值电阻在电路中的作用作为一个专题进行了研究,从而总结出了如下一些规律。
一、定值电阻作为保护电阻使用定值电阻作为保护电阻,是定值电阻最常见的应用。
这类问题的关键是弄清楚题目的设计原理,根据提供的数据进行必要的估算,确定好保护电阻在电路中的位置。
例1、利用下面适当的实验器材,设计一电路来测量电表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测出多组数据。
A.电流表(A1)量程10mA、内阻r1待测(约40Ω);B.电流表(A2)量程500μA、内阻r2=750Ω;C.电压表(V)量程10V、内阻r3=10kΩ;D.定值电阻(R1)阻值约为100Ω、做保护电阻用;E.滑动变阻器(R2)总阻值约为50Ω;F.电源(E)电动势1.5V、内阻很小;G.开关(S)、导线若干。
(1)画出电路图,标明所用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则:所用的表达式为r1=__________,说明式中各符号的意义。
分析:该电路仅需保护支路,保护电阻的位置有如下两个方案,如下图1、2所示。
通过估算可知保护电阻在干路的保护能力比在支路的保护能力略强,但相差极小。
故这两种方案均可。
(解答略)例2、有一电压表V1其量程为3V,内阻约为3000Ω,要准确的测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:电源E:电动势约为15V,内阻可忽略不计;电流表A1:量程为0~100mA,内阻r120Ω;电压表V2:量程为2V,内阻r2=2000Ω;定值电阻R1:阻值20Ω;定值电阻R2:阻值3Ω;滑动变阻器R0:最大阻值10Ω,额定电流1A;单刀单掷开关S,导线若干。
定值电阻在电学设计性实验中的巧用设计性物理实验是近几年高考试题中的一个新亮点,也是高三复习教学的重点之一;设计性实验主要以电路设计为主.电路设计经常要用到定值电阻,定值电阻如何使用往往是学生最感困惑的地方,也是教学的薄弱环节.鉴于此,下面将对电学实验设计的基本原则和基本思想特别是定值电阻在其中的巧用进行系统的介绍,并对相应问题归类分析。
一. 基本原则1. 安全性:保证不损坏实验器材。
2. 精确性:电表指针偏转要明显,尽可能减小实验误差,并测得多组数据。
3. 方便性:在保证实验正常进行的前提下,选用的电路和器材应便于操作,所得的实验数据便于处理。
(又称可“操作性”)以上原则是必须遵循的原则。
另外有一个附加要求,即在同时满足以上原则的基础上,尽可能地节省器材,节约能源。
(在平时练习中,若题目无特别说明,一般不予以考虑。
)二. 基本思想1. 分压、限流电路的选择根据分压、限流电路的特点和制约电路的几种因素,有以下选择:(1)若负载电阻的阻值远大于滑动变阻器的总电阻,因滑动变阻器限流作用弱,如果采用限流电路,电表指针在滑动变阻器阻值改变后偏转不明显,无法测得多组数据,故应采用分压电路。
(2)如果负载电阻的阻值与滑动变阻器的总电阻相差不大,分压、限流电路都可。
(3)若要求负载上电压或电流从零开始连续变化,须用分压电路。
(4)两种电路均可的情况下,若要求电源消耗功率小,须用限流电路。
(证明从略)2. 其它设计思想(5)若知道电压表的量程和阻值,则电压表兼有电流表的功能。
(6)若知道电流表的量程和阻值,则电流表兼有电压表的功能。
(7)根据电压表的构造可知,可以用电流表和电阻串联作电压表使用涉及知识:1.伏安法测电阻2. 半偏法测电阻3.电流表电阻的测量4.电压表电阻的测量5.伏安法测电源的电动势和内电阻6.电表的改装一、定值电阻作为保护电阻定值电阻作为保护电阻,是定值电阻最常见的应用,这类问题的关键是弄清题目的设计原理,根据提供的数据进行必要的估算,确定好保护电阻在电路中的位置. 串联电阻具有分压作用,并联电阻具有分流作用,利用定值电阻的这种作用,可以用定值电阻来保护电表、待测元件、电源、滑动变阻器等器材的使用安全,这种做法遵循的是电学实验中的“安全性原则”.【调研1】利用下面适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测出多组数据.A.电流表(A 1)量程0~10 mA 、内阻r 1待测(约40 Ω);B.电流表(A 2)量程0~500 μA 、内阻r 2=750 Ω;C.电压表(V)量程0~10 V 、内阻r 3=10 kΩ;D.定值电阻(R 1)阻值约100 Ω、做保护电阻用;E.滑动变阻器(R 2)总阻值约为50 Ω;F.电源(E )电动势1.5 V 、内阻很小;G.开关(S )、导线若干.(1)画出电路图,标明所用器材的代号.(2)若选测量数据中的一组来计算r 1,则所用的表达式为r1= ,说明式中各符号的意义.〖巧解〗 由A 1的量程和内阻值可知,其两端的最大电压大约为U 0=10×10-3×40V=0.4 V<10 V.为便于测量的精确度尽可能高,10V 的电压表不能选用,要测量A 1的内阻值r 1,由伏安法测电阻原理必须知道它两端的电压U 1和其中的电流I 1,而电流I 1可由其读数读出,把电流表A 2和电流表A 1并联起来,电流表A 2的读数为I 2,则I 2 r 2即为电流表A 1两端的电压,在这里电流表A 2当作电压表使用.如果滑动变阻器作限流使用,电路中电流的最小值约为:I 0=121E R R r ++= 1.51005040++=7.9mA>500μA ,滑动变阻器应采用分压接法.点评 该电路仅需保护支路,保护电阻的位置有如图甲,乙所示两个方案,通过估算可知保护电阻在干路的保护能力比在支路的保护能力略强,但相差极小,故这两种方案均可.【调研2】有一电压表V 1,其量程为3 V ,内阻约为3000Ω,要准确地测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:电源E :电动势约为15 V ,内阻可忽略不计;A 1 R 2 E r SA 2 R 1甲A 1 R 2 ES A 2 R 1乙电流表A 1:量程为0~100 mA ,内阻r 1=20 Ω; 电压表V 2:量程为0~2 V ,内阻r 1=2000 Ω; 定值电阻R 1:阻值20 Ω; 定值电阻R 2:阻值3 Ω;滑动变阻器R 0:最大阻值10 Ω,额定电流1 A ; 单刀单掷开关S ,导线若干.(1)实验中应选用的电表是 ,定值电阻应选用 . (2)设计一个测量电压表V 1内阻的实验电路,画出原理图. (3)说明实验所要测量的量: . (4)写出电压表V 1内阻的计算表达式 .〖巧解〗 电压表V 1两端的电压由其读数读出,当电压表V 1接入电路中时,流过它的最大电流约为I 1=33000=1 mA 远小于电流表A 1的量程,电流表A 1不能使用,由题所给实验器材只能把电压表V 2当作电流表使用,流过电压表V 2的最大电流为I ′2=22000A =1 mA 正符合要求,变阻器的阻值为10 Ω远小于电压表V 1、V 2的总电阻,应采用分压接法,变阻器的额定电流为1 A ,需要一个定值电阻作为保护,其阻值设为R x ,由I =0x E R R +可求得R x =EI-R 2=151-10=5 Ω,定值电阻应选R 1,流过电压表V 1的电流等于电压表V 2的电流,电压表V 2的电流I 等于它的示数U 2除以它的内阻r 2,所以电压表V 1的内阻R V1=1U I=12U U r 2,电路图如图所示.点评 该题的特点是不仅电表需要保护,而且滑动变阻器也需要保护,故保护电阻只能连在干路上. 二、定值电阻可以用来完善实验条件为了提高测量精确度,实验中常常需要满足一定的实验条件,以减小测量的系统误差,常采用的方法就是增大待测量,利用定值电阻和电表等元件连接可以达到此目的,这遵循的是电学实验中的“精确性原则”. 【调研3】要求选用以下部分器材能较准确测量待测电阻R x 的阻值: 待测电阻R x :阻值约为200 Ω;A.电源E :电动势约为12.0 V ,内阻较小;B.电流表A 1:量程50 mA 、内阻r 1=40 Ω;C.电流表A 2:量程300 mA 、内阻r 2约为4 Ω ;D.电压表V :量程3 V 、内阻r 3约为5 k Ω;V 1V 2R 1 E SR 0E.定值电阻R 0:阻值为40 Ω;F.滑动变阻器最大阻值为10 Ω;G.单刀单掷开关S 、导线若干.①在方框内做出测量待测电阻R x 的电路原理图。
电学实验专题:定值电阻的使用一、定值电阻可以作为保护电阻定值电阻作为保护电阻,是定值电阻最常见的应用,这类问题的关键是弄清题目的设计原理,根据提供的数据进行必要的估算,确定好保护电阻在电路中的位置. 串联电阻具有分压作用,并联电阻具有分流作用,利用定值电阻的这种作用,可以用定值电阻来保护电表、待测元件、电源、滑动变阻器等器材的使用安全,这种做法遵循的是电学实验中的“安全性原则”.【例1】测量电源的电动势E及内阻r( E约为4.5V,r约为1.5Ω).实验器材:量程3V 的理想电压表V ;量程0.5A的电流表A(具有一定内阻);定值电阻R=4Ω;滑动变阻器R’;电键K ;导线若干.(1)画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.(2)实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2,则可以求出E= ,r = .(用I1、U1、I2、及U2表示)【例2】利用下面适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测出多组数据.A.电流表(A1)量程0~10mA 、内阻待测(约40Ω;B.电流表(A2)量程0~500μA 、内阻r2=750Ω ;C.电压表(V)量程0~10V 、内阻r1=10KΩ ;D.定值电阻(R1)阻值约100Ω 、做保护电阻用;E.滑动变阻器(R2)总阻值约为50Ω;F.电源(E)电动势1.5V 、内阻很小;G.开关(S)、导线若干.(1)画出电路图,标明所用器材的代号.(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1 = ,说明式中各符号的意义.【例3】有一电压表V1,其量程为3V,内阻约为3000Ω ,要准确地测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:电源E :电动势约为15V,内阻可忽略不计;电流表A1:量程为0~100mA ,内阻r1=200Ω ;电压表V2:量程为0~2V ,内阻r2=2000Ω;定值电阻R1:阻值20Ω;定值电阻R2:阻值3Ω;滑动变阻器R0:最大阻值10Ω,额定电流1A ;单刀单掷开关,导线若干.(1)实验中应选用的电表是;定值电阻应选用.(2)设计一个测量电压表V1内阻的实验电路,画出原理图.(3)说明实验所要测量的量: .(4)写出电压表V1内阻的计算表达式.二、定值电阻可以用来完善实验条件为了提高测量精确度,实验中常常需要满足一定的实验条件,以减小测量的系统误差,常采用的方法就是增大待测量,利用定值电阻和电表等元件连接可以达到此目的,这遵循的是电学实验中的“精确性原则”.【例4】某待测电阻Rx的阻值约为20Ω,实验室提供如下器材:A.电流表A1(量程150mA,内阻r1=10Ω )B.电流表A2(量程20mA,内阻r2=30Ω )C.定值电阻R0=10ΩD.滑动变阻器R,最大阻值为10ΩE.电源E,电动势E=4V (内阻不计)F.开关S及导线若干(1)根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的1/3,请你画出测量Rx 的一种实验原理图(图中元件用题干中相应的物理量符号标注).(2)实验时电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,用已知量和测得的物理量表示Rx=_____三、定值电阻用于改装电表,扩大电表量程在有些需要测电流或电压的实验中,当只有表头没有电流表或电压表,或者有电流表或电压表但它们的量程过小不能满足实验的要求时,为了完成实验,必须对其进行改装或将电表的量程扩大.表头串联(并联)一个定值电阻可以将其改装成电压表(电流表),电流表(电压表)并联(串联)一个定值定值,可以将其量程扩大.【例5】某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻,实验室有如下器材:A.待测干电池B.表头G (量程3mA,内阻r1=20Ω )C.电流表A (量程0.6A ,内阻r2=0.2Ω )D.滑动变阻器甲(最大阻值10Ω)E.滑动变阻器乙(最大阻值100Ω)F.定值电阻(R1=100Ω)G.定值电阻(R2=500Ω)H.定值电阻(R3=1.5KΩ)I.开关、导线若干(1)由于没有电压表,他决定用表头和定值电阻改装,定值电阻应选用,为了方便并能较准确地测量,滑动变阻器应选.(填写各器材前的序号)(2)请画出实验电路(3)若某次测量中表头G的示数为I1,电流表A的示数为I2,改变滑动变阻器阻值后,表头G 的示数为I1’,电流表A的示数为I2’ ,则电源的内阻r = ,电动势 E = .【例6】实验室准备了下列器材:电流表A1 (量程为0.6A,内阻约0.1Ω );电流表A2 (量程为600μA,内阻为100Ω);定值电阻R1 (阻值9900Ω );滑动变阻器R2 (0~10Ω );电源(E=6V,内阻不计,允许通过的最大电流为0.5A );待测电阻Rx (约10Ω);开关S一个,导线若干.要求选择上述器材,设计一个用伏安法测电阻Rx的电路.四、定值电阻可以当电压表使用在有些需要测电压的实验中,没有电压表或给定的电压表不能用来直接测电压,此时可利用定值电阻与其他电表组合,间接测出待测元件两端的电压.【例7】要测量某一电流表A的内阻r1,给定的器材有:A.待测电流表A (量程300μA ,内阻r1约为100Ω )B.电压表V (量程3V,内阻r2=1KΩ)C.电源E (电动势4V,内阻忽略不计)D.定值电阻E.滑动变阻器R2 (阻值范围O~20Ω,允许最大电流0.5A )F.电键S,导线若干要求测量时两电表指针的偏转均超过其量程的一半.(1)画出实验电路图.(2)电路接通后,测得电压表读数为U,电流表读数为I,用已知量和测得的量表示电流表内阻r1=___________【例8】某待测电阻Rx的阻值在80~100Ω之间,现要测量其电阻的阻值,实验室提供如下器材:A.电流表A1 (量程0.9mA、内阻r1约为10Ω)B.电流表A2 (量程300μA 、内阻r2 = 30Ω)C.电流表A3(量程0.6A、内阻r3约为0.2Ω)D.电压表V (量程4V 、内阻约为20KΩ)E.定值电阻R0=20ΩF.滑动变阻器R,最大阻值约为10ΩG.电源E (电动势15V)H.开关S、导线若干(1)在上述提供的器材中,要完成此试验,应选用_____________(填字母代号)(2)测量要求电表读数不得小于其量程的1/3,请你在虚框内画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(图中元件用题干中相应的英文字母标注)(3)用已知量和测量的量表示Rx的表达式Rx= __________________,说明式中各字母所表示的物理量:_____________________________五、定值电阻可以当电流表使用在有些需要测电流的实验中,没有电流表或给定的电流表不能满足实验要求,此时可利用定值电阻与其他电表组合,间接测出待测元件两端的电流.【例9】现要测量某一电压表V的内阻.给定的器材有:待测电压表V(量程2V,内阻约为4KΩ );毫安表G (量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E (电动势约2.4V ,内阻不计);定值电阻3个:R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω电键S及导线若干.要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半.(1)试从3个定值电阻中选用比较合适的1个,与其他器材一起组成测量电路,并画出测量电路的原理图.(要求电路中各器材用题中给定的符号标出)(2)电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻Rv= .。
定值电阻(含电阻箱)在电学实验中的作用写在前面:教材电学实验电路中差不多上不含定值电阻、电阻箱,而在考察的电学实验中常给出定值电阻或电阻箱,有时是余外器起干扰作用,有时因电路存在不同的缺陷而起到补偿作用,现将定值电阻、电阻箱在电路中的补偿汇总如下,供实验设计时参考。
1、电阻箱替代作用
有些实验中原本用到滑动变阻器进行限流式接入,但实验器材中没有滑动变阻器或滑动变阻器的规格明显不适中,现在给出的电阻箱能够当作滑动变阻器使用。
在替代法测电阻实验中,待测部分更换成电阻箱,保证电路电流、电压不变,电阻箱阻值等于待测电阻值。
2、定值电阻、电阻箱电表改装作用
在有些电学实验中,所给电表的量程明确不足,定值电阻或电阻箱与已知内阻的电表进行串并联改装,扩大电表的量程,一样都为串联扩大电压量程。
3、定值电阻扩大待测部分电压作用
在有些电学实验中,待测部分的电阻阻值较小,电压表的读会较小,现在串上定值电阻能够提高待测部分电压值,所测结果应减去定值电阻值才得到待测电阻值。
4、定值电阻爱护电路
在有些电学实验中,待测部分的电阻阻值较小或者总电阻较小,现在串上定值电阻能够起到爱护电路作用。
若该定值电阻的阻值已知,也能够串入电压表内部,但所测结果应减去定值电阻值才得到待测电阻值;若定值电阻阻值为粗略值,则不能将定值电阻串入电压表内部。
定值电阻在电学实验中的作用拾遗作者:徐进来源:《中学生理科应试》2017年第01期在高考中,电学实验考查的非常灵活,特别是将定值电阻载入考题中,学生感觉更是难上加难.为此将定值电阻在电学实验中的作用进行归纳总结,希望对大家有所帮助.一、限流保护电路作用例1从所给器材中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1.要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能得到多组数据.电流表A1(量程10 mA,内阻r1待测约40 Ω);电流表A2(量程500μA,内阻r2=750 Ω);电压表V(量程10V,内阻10kΩ);电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(总阻值约50Ω);电池E(电动势1.5V,内阻很小);开关S及导线若干.(1)画出电路图,并标明所用器材的代号.(2)若选测量数据中的一组数据计算电阻r1,则所用的表达式r1=,式中各符号的意义是.解析(1)电流表A1既是待测电阻,也是待测仪表,能显示出通过自身的电流大小,故只需测出其两端的电压.当A1满偏时,两端的电压约为Igr1=0.4 V.所以用电压表V直接测量,电压表指针的偏转不到量程的二十分之一,测量误差太大,不符合“尽可能高的测量精度”的要求.电流表A2的内阻是准确已知的,满偏时其两端电压为0.375V,与电流表A1的满偏电压差不多,所以可以将电流表A2与电流表A1并联,根据A2的读数I2求出A1两端的电压I2r2.估算A1、A2近满偏时回路的电阻应为EIA1=150 Ω.所以要使电路工作安全正常,应将电阻R1与A1、A2串联起来,从而限制图1通过A1、A2的电流,使其不超过量程,电阻R1起到限流保护电路的作用.滑动变阻器若可采用限流式接法,对电流的调节范围约为最大值的三分之一,比分压式接法的调节范围小.故电路的设计为图1所示.(2)计算r1的表达式r1=I2r2I1.式中I2通过电流表A2的电流,r2为电流表A2的内阻,I1为通过电流表A1的电流.点评定值电阻在此题中起到了限流保护电路的作用.二、充当电流表的作用例2图2为测量电压表V内阻r的电路原理图.图中两个固定电阻R1、R2的阻值均为R,S1、S2是开关,E是电源(内阻可忽略).(1)按电路原理图将图3中的实物图连线;(2)开关S1保持断开,合上开关S2,此时电压表的读数为U1;再合上开关S1,电压表的读数变为U2,电压表内阻r=(用U1、U2和R表示).解析(1)实物图连线如图4所示.(2)开关S1保持断开时,E-U1R=U1RrR+r,合上开关S1,则E=U2,解得r=U1RU2-2U1.点评电路中的R1充当电流表的作用.三、充当电压表的作用例3某学习小组为了测量一电阻Rx(约为300Ω),现有下列器材.电流表A1(0~5 mA的理想电表);电源E:干电池(1.5V);电压表V(量程为10V,内阻约为3kΩ);电流表A2(0~10mA,内阻约100Ω);定值电阻R1:阻值为300 Ω;定值电阻R2:阻值为10 Ω;滑动变阻器R3:最大阻值为1000 Ω;滑动变阻器R4:最大阻值为20 Ω;开关S、导线若干.(1)定值电阻应选,滑动变阻器应选.(填写器材字母符号)(2)画出设计的实验电路图.(3)用已知的量和实验中测得的量表示待测电阻Rx=.解析(1)量程为10 V的电压表量程太大,不能用,分析可知Rx需与A1串联,串联后与定值电阻并联,用A2测并联后的总电流,待测电阻Rx两端的最大电压约为U=5×10-3×300 V=1.5 V,若两电流表均满偏,则通过定值电阻的电流为5 mA,所以定值电阻的阻值约为300Ω,定值电阻选R1;滑动变阻器R3最大阻值太大,不便于操作,因此应选用R4,采用分压式接法接入电路.(2)实验电路如图5所示.(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,由部分电路欧姆定律可知Rx=I2-I1I1R1点评此题中的定值电阻R1起到了测电压的作用.四、分压限流作用例4某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率,他们截取了一段电线,用米尺测出其长度为L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表测得其电阻值约为2 Ω,为提高测量的精度,该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(用Rx表示)的电阻.A.电源E(电动势为3.0 V,内阻不计);B.电压表V1(量程为0~3.0 V,内阻约为2 kΩ);C.电压表V2(量程为0~15.0 V,内阻约为6 kΩ);D.电流表A1(量程为0~0.6 A,内阻约为1 Ω);E.电流表A2(量程为0~3.0 A,内阻约为0.1 Ω);F.滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω,额定电流2.0 A);G.滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ,额定电流1.0 A);H.定值电阻R0(阻值为3Ω);I.开关S一个,导线若干(1)实验时电压表选,电流表选,滑动变阻器选.(只填代号)(2)为提高实验的精确度,请你为该实验小组设计电路图,并画在方框中.解析由题意可知:电源电动势为3.0 V,故电压表应选V1(量程为0~3.0 V,内阻约为2 kΩ)即可,通过电线的最大电流约为I=1.5 A,故电流表A2 (量程为0~3.0 A,内阻约为0.1 Ω)不合适.现在只能暂时选择电流表A1 (量程为0~0.6 A,内阻约为1 Ω),但其量程又偏小故不能直接使用.待测电线电阻较小,故电流表应采用外接法,为保证电路及电流表A1的安全,待测电阻Rx应串联一个保护电阻R0,电路设计图如图6示,此时定值电阻R0对于待测电阻Rx而言,起到限流分压的作用,同时起到保护电路的作用,只有这样才能让电流表A1正常工作,所以电压表应选B,电流表应选D,滑动变阻器应选F.点评此题中的定值电阻起到了分压限流的作用.五、扩充量程的作用例5现要测量一个未知电阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:多用电表(仅可使用欧姆挡);一个电池组E(电动势6 V);一个滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流1 A);两个相同的电流表G (内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=100μA);两个标准电阻(R1=29000Ω,R2=0.1Ω);一个电键S、导线若干.①为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是(填字母代号).A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量D.如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量②根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在元件的符号旁.解析①因为电表指针几乎满偏,故可知所测电阻很小,只有几欧姆,所以选项A正确、B 错误;根据欧姆表的特点,若要进一步精确测量,应换用小倍率,并进行欧姆调零,所以选项C正确、D错误;故选AC.②根据伏安法测电阻原理和串、并联电路规律,可将一个电流表串联电阻R1后测量电压,另一个电流表并联R2后测量电流,题目要求能耗较小,故变阻器采用限流式,所以电路设计如图7所示:点评R1、R2在此题中分别起到了扩大电压表、电流表量程的作用.六、增大电源内阻方便处理数据的作用例6某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E和内电阻r.(1)先直接用多用表测定该电池电动势,在操作无误的情况下,多用表表盘示数如图8所示,其示数为V.(2)然后,用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.Ⅰ.在图10中,根据电路图9,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路.Ⅱ.闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的1/R与1/U的值.请用表中数据在图11坐标纸上描点,并作出1/U-1/R图线.R(Ω)166.771.450.033.325.020.0U(V)8.35.94.84.23.22.91/R(×10-2Ω-1)0.601.402.003.004.005.001/U(V-1)0.120.170.210.240.310.35Ⅲ.从图线中可求得待测电池电动势E=V,r=Ω.解析(1)由图可知,其示数为9.40 V(2)Ⅰ根据电路图,连接电路图如图12所示,电压表测电阻箱的电压,电池组电动势约为9.40 V,故电压表选择15 V的量程.Ⅱ根据上表所示实验数据,在坐标系中描出对应的点,然后根据坐标系中的点做直线,做出1/U-1/R图线,如图13所示.Ⅲ.由闭合电路欧姆定律可得:E=U+UR(R0+r),化简得1U=R0+rE·1R+1E,则图象的斜率为R0+rE,图象与纵轴的截距为1E,由图象可得R0+rE=48Ω,1E=0.10 V-1,解得E=10.5 V;r=48-40=8Ω.点评本题中的定值电阻相当于增加了电源的内阻,使得做1/U-1/R图线的斜率增大,方便作图,方便读数.(收稿日期:2016-09-16)。
定值电阻的作用
定值电阻的作用是在电路中提供一个固定的电阻值,用于限制电流的大小或者调节电路的工作参数。
具体而言,定值电阻可以起到以下几个作用:
1. 限制电流:定值电阻可以通过其固定的电阻值,限制通过电路的电流大小。
当电路中的负载阻抗发生变化或者其他因素导致电流过大时,定值电阻可以起到保护电路的作用,避免其过载而损坏。
2. 分压:定值电阻可以利用其电阻值与其他元件的特性,实现电压的分压功能。
通过选择合适的电阻值和连接方式,可以将输入电压按照一定比例分割成不同的输出电压,满足特定电路要求。
3. 电流限幅:定值电阻可以通过其电阻值限制电流的大小,实现电流限幅的功能。
在特定的应用场景中,需要控制电流的上限或下限,定值电阻可以通过匹配合适的电阻值来实现电流限制。
4. 稳定电压和电流:定值电阻具有稳定的阻值,可以在电路中提供稳定的电压和电流。
通过正确选择定值电阻的阻值,并根据其工作特性进行连接,可以有效地维持电路的稳定工作状态。
总之,定值电阻在电路中具有限制电流、分压、电流限幅和提供稳定电压电流等作用,广泛应用于各种电子设备和电路中。
电学设计实验中定值电阻的作用1.某同学为了测量电流表A 1内阻的精确值,有如下器材: 电流表A 1(量程300 mA ,内阻约为5Ω); 电流表A 2(量程600 mA ,内阻约为1Ω); 电压表V (量程15 V ,内阻约为3 kΩ); 滑动变阻器R 1(0~5Ω,额定电流为2 A ); 滑动变阻器R 2(0~50Ω,额定电流为0.01A ); 电源E (电动势3 V ,内阻较小); 定值电阻R 0 (5Ω);单刀单掷开关一个、导线若干。
实验要求待测电流表A 1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能的减少误差。
2.要测量某电压表V 1的内阻R V ,其量程为2V ,内阻约2kΩ。
实验室提供的器材有:电流表A ,量程0.6A ,内阻约为0.1Ω; 电压表V 2,量程5V ,内阻约为5 kΩ; 定值电阻R 1,阻值为30Ω; 定值电阻R 2,阻值为3kΩ;滑动变阻器R 3,最大阻值10Ω,额定电流1.5A ; 电源E ,电动势6V ,内阻约0.5Ω; 开关S 一个,导线若干。
请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V 1内阻R V 的实验电路。
要求测量尽量准确,试画出符合要求的实验电路图,并标出所选元件的相应字母代号。
3.某待测电阻R x 的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下: A .电流表A 1(量程150mA ,内阻约为10Ω) B .电流表A 2(量程20mA ,内阻r 2=30Ω) C .定值电阻R 0=100ΩD .滑动变阻器R ,最大阻值约为10ΩE .电源E ,电动势E =4V (内阻不计)F .电键S 及导线若干根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的21 ,请你在虚线框内画出测量R x 的一种实验原理图(图中元件使用题干中相应英文字母符号标注)。
4.从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测得多组数据.电流表,量程10mA,内阻待测(约40Ω)电流表,量程500μA,内阻r2=750Ω电压表,量程10V,内阻r3=10kΩ电阻R1,阻值为100Ω滑动变阻器R2,总阻值约50Ω电源E,电动势1.5V,内阻很小开关S,导线若干(1)画出实验电路图,标明所用器材的代号(2)若选取测量中的一组数据来计算r1,则所用的表达式r1=________,式中各符号的意义是.5.测量电源的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω),要求方法简单,有尽可能高的精确度。
电路中定值电阻的作用定值电阻是电路中常见的元件之一,它在电路中起到了很重要的作用。
本文将从不同角度探讨定值电阻的作用。
一、限制电流大小定值电阻可以通过其电阻值的大小来限制电流的流动。
在电路中,电流的大小是由电压和电阻值决定的。
当电阻值较大时,电流的大小就会受到限制,从而保护其他电子元件不受到过大的电流冲击。
二、稳定电路工作状态定值电阻的电阻值是固定的,不会随环境变化而变化。
这使得定值电阻可以在电路中起到稳定电流和电压的作用。
在一些需要精确控制电流和电压的电路中,定值电阻可以提供一个稳定的参考值,确保电路的正常运行。
三、分压和分流定值电阻还可以用于实现电路中的分压和分流。
在一些需要将电压或电流分成不同的部分的电路中,定值电阻可以根据其电阻值的比例来实现分压和分流。
这在很多电子设备中都有应用,例如电源供电电路、音频放大器等。
四、调节电路工作状态定值电阻的电阻值是可以调节的,这使得它可以用于调节电路的工作状态。
通过调节定值电阻的电阻值,可以改变电路中的电流和电压,从而实现对电路工作状态的调节。
这在一些需要可调节功能的电路中非常有用,例如调光电路、音量调节电路等。
五、防止电路过载定值电阻还可以用于防止电路过载。
在一些需要限制电流大小的电路中,定值电阻可以设置在电路中,当电路中的电流超过一定值时,定值电阻会起到限制电流的作用,避免过大的电流对电路和其他元件造成损坏。
六、提供电路反馈信号定值电阻在一些反馈电路中起到了提供反馈信号的作用。
通过测量定值电阻上的电压或电流,可以获取电路的反馈信号,从而实现对电路的控制和调节。
这在很多自动控制系统中都有应用,例如温度控制系统、电压稳定器等。
总结起来,定值电阻在电路中扮演着非常重要的角色。
它可以限制电流大小、稳定电路工作状态、实现分压和分流、调节电路工作状态、防止电路过载以及提供电路反馈信号等功能。
在电子设备和自动控制系统中,定值电阻的作用不可忽视。
通过合理应用定值电阻,可以保证电路的正常运行和稳定性,提高电路的可靠性和性能。
高考物理专题复习:电学设计实验中定值电阻的作用
1.某同学为了测量电流表A1内阻的精确值,有如下器材:
电流表A1〔量程300 mA,内阻约为5Ω〕;
电流表A2〔量程600 mA,内阻约为1Ω〕;
电压表V〔量程15 V,内阻约为3 kΩ〕;
滑动变阻器R1〔0~5Ω,额定电流为2 A〕;
滑动变阻器R2〔0~50Ω,额定电流为0.01A〕;
电源E〔电动势3 V,内阻较小〕;
定值电阻R0 〔5Ω〕;
单刀单掷开关一个、导线若干.
实验要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能的减少误差.
2.要测量某电压表V1的内阻RV,其量程为2V,内阻约2kΩ.实验室提供的器材有:
电流表A,量程0.6A,内阻约为0.1Ω;
电压表V2,量程5V,内阻约为5 kΩ;
定值电阻R1,阻值为30Ω;
定值电阻R2,阻值为3kΩ;
滑动变阻器R3,最大阻值10Ω,额定电流1.5A;
电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω;
开关S一个,导线若干.
请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路.要求测量尽量准确,试画出符合要求的实验电路图,并标出所选元件的相应字母代号.
3.某待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:A.电流表A1〔量程150mA,内阻约为10Ω〕
B.电流表A2〔量程20mA,内阻r2=30Ω〕
C.定值电阻R0=100Ω
D.滑动变阻器R,最大阻值约为10Ω
E.电源E,电动势E=4V〔内阻不计〕
F.电键S及导线若干
根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的,请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图〔图中元件使用题干中相应英文字母符号标注〕.
4.从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测得多组数据.
电流表,量程10mA,内阻待测〔约40Ω〕
电流表,量程500μA,内阻r2=750Ω
电压表,量程10V,内阻r3=10kΩ
电阻R1,阻值为100Ω
滑动变阻器R2,总阻值约50Ω
电源E,电动势1.5V,内阻很小
开关S,导线若干
〔1〕画出实验电路图,标明所用器材的代号
〔2〕若选取测量中的一组数据来计算r1,则所用的表达式r1=________,
式中各符号的意义是.
5.测量电源的电动势E及内阻r〔E约为4.5V,r约为1.5Ω〕,要求方法简单,有尽可能高的精确度.
器材:
量程3V的理想电压表,
量程0.5A的电流表〔具有一定内阻〕,
固定电阻R=4Ω,
滑动变阻器R′,
电键K,导线若干
实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.
则可以求出E=____________,r= ____________.〔用I1,I2,U1,U2及R表示〕
课后练习
1.〔2006全国卷1〕现要测量某一电压表V的内阻.给定的器材有:待测电压表〔量程2V,内阻约4k〕;电流表〔量程1.2mA,内阻约500〕;直流电源E〔电动势约2.4V,内阻不计〕;固定电阻3个;R1=4 000,R2=10 000,R3=15 000;电键S及导线若干.
要求:测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半.
i.试从3个固定电阻中选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量
电路的原理图.〔要求电路中各器材用题中给定的符号标出.〕
ii .电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻RV= ______ .
2.〔2008全国卷1〕一直流电压表,量程为1 V ,内阻为1000Ω,现将一阻值为5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联,以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值,再给定一直流电源〔电动势E 为6~7 V ,内阻可忽略不计〕,一阻值R2=2000Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干线.
〔1〕为达到上述目的,将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.
〔2〕连线完成以后,当S1与S2均闭合时,电压表的示数为0.90 V ;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70 V ,由此可以计算出改装后电压表的量程为_______________V ,电源电动势为_______________V.
3.〔2010全国卷1〕一电流表的量程标定不准确,某同学利用如图甲所示电路测量该电流表的实际量程Im. 所用器材有:
量程不准的电流表A1,内阻r1=10.0 Ω,量程标称为5.0 mA ; 标准电流表A2,内阻r2=45.0 Ω,量程1.0 mA ; 标准电阻R1,阻值R1=10.0 Ω; 滑动变阻器R ,总电阻约为300.0 Ω; 电源E ,电动势3.0 V ,内阻不计; 保护电阻R2; 开关S ; 导线.
回答下列问题:
〔1〕在如图乙所示的实物图上画出连线.
〔2〕开关S 闭合前,滑动变阻器的滑动端c 应滑动至________端.
〔3〕开关S 闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表A1满偏;若此时电流表A2的读数为I2,则A1的量程Im =________.
〔4〕若测量时,A1未调到满偏,两电流表的示数如图丙所示,从图中读出A1的示数I1=________,A2的示数I2=________;由读出的数据计算得Im =________.〔保留3位有效数
图 乙
图 丙
1
2
3
4
5
mA 电流表A 1示数0
0.2
mA 0.4
0.6
0.8
1.0
电流表A 2示数
A 1
E
a S R 1
c
R b
2
A 2
图 甲
字〕
4.〔2015新课标I-23〕.
图〔a〕为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路.
〔1〕已知毫安表表头的内阻为100Ω.满偏电流为1 mA ,R1和R2为阻值固定的电阻.若使用a和b两个接线柱.电表量程为 3 mA:若使用a和c两个接线拄,电表量程为10mA.由题给条件和数据,可以求出R1=_______Ω,R2=_______Ω.
〔2〕现用一量程为3mA,内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA挡进行校准,校准时需选取的刻度为0.5.1.0、I.5、2.0.2.5、3.0mA.电池的电动势为 1.5 V.内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格.阻值分别为300Ω和1000Ω:滑动变阻器R有两种规格.最大阻值分别为750Ω和3000Ω,则R0应选用阻值为_________Ω的电阻,R应选用最大阻值为_________Ω的滑动变阻器.
〔3〕若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图〔b〕的电路可以判断出损坏的电阻.图〔b〕中的R/为保护电阻.虚线框内未画出的电路即为图〔a〕虚线框内的电路.则图中的d点应和接线柱_______〔填“b”或“c”〕相连.判断依据是:__________。