电流表内外接和电阻的分压和限流判断

高考物理模型之限流分压内外接法测电阻
历年高考物理实验中，电学实验是必考实验之一。

纵观多年高考物理，涉及电学实验考查范畴多以电流表的内外接法、滑动变阻器的连接方式、实验器材选择、实验原理图、实验数据、实验工具读数等方式出现。

而限流分压、内外接法测电阻各种实验考查的核心，所以备考过程中掌握其规律尤其重要。

本文将从限流分压测电阻进行点拨。

测量电路：内外接法
这里的内外接法，针对的是电流表而言。

如果电流表连在电压表里面的称为内接法，反之称为外接法。

要点说明：内大外小，即内接法测量的是大电阻，外接法测量的是小电阻。

正是基于这个要点，我们在估算出被测电阻阻值后，就可以合理选择内接法还是外接法了。

为了更好理解，可以用下面表格对比分析：
选择方法：利用被测电阻R x和电压表电阻R V与电流表电阻R A通过计算比较。

另外一下，用内外接法都会引起实验误差，该误差都是由于电表非理想电表引起的。

内接法时，R测>R 真；外接法，R测<R真。

供电电路：限流式接法、分压式接法
这里的限法分压针对的是滑动变阻器在电路中的连接方法，如下图所示：
两种连接方法各有利弊，如何选择呢？
一般可以通过以下几个原则判断：
1、零起必分压：实验要求电表从0开始调节的，或者U-I图像从0开始画起的，必用分压式接法；
2、滑小必压：如果滑动变阻器的小于被测电阻阻值(3-5倍)的，用分压式接法；
3、烧表必分压：如果所选的电表在估算其电表值大于其量程，会引起电表被烧坏，所以必用分压式接法。

以上是选择分压式接法常见判断原则，反之则用限流式接法。

一、滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据 :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 RR 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.题型一：电流表内外接、限流和分压接法的选择。

用伏安法测量一个定值电阻阻值，器材规格如下： (1)待测电阻(约100Ω)(2)直流毫安表(量程10mA ，内阻50Ω)(3)直流电压表(量程3V ，内阻5k Ω) (4)直流电源(输出电压4V ，内阻可不计)(5)滑动变阻器(阻值范围15Ω，允许最大电流1 A) (6)开关一个，导线若干题型二：电压表和电流表量程的选择、滑动变阻器的选择和连接、分压和限流电路的选择有一待测电阻Rx ，阻值约为5Ω，允许最大功率为1.25W ，现欲比较精确的测定其阻值。

除待测电阻外，备用器材及规格如下：⑴电压表（0～3V ～15V ）3V 量程内阻约为3k Ω；15V 量程内阻为15 k Ω； ⑵电流表（0～0.6A ～3A ）0.6A 量程内阻为1Ω；3A 量程内阻为0.25Ω； ⑶滑动变阻器（20Ω，1A ）； ⑷滑动变阻器（2k Ω，1.5A ）； ⑸蓄电池组（6V ，内阻不计）； ⑹电键、导线。

二、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” (2)试触法:u u ∆与I I∆比较大小 若u u ∆大，则选择电压表分流的外接法若II ∆大，则选择电流表分压的内接法例：有一未知的电阻R x ，为较准确的测出其阻值，先后用如图（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. 560Ω，偏大；B. 560Ω，偏小；C. 700Ω，偏小；D. 700Ω，偏大。

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其中，在限流电路中，通RL的电流IL=，当R0＞RL时IL主要取决于R0的变化，当R0＜RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0<<RL时，无论怎样改变R0的大小，也不会使IL有较大变化.在分压电路中，不论R0的大小如何，调节滑动触头P的位置，都可以使IL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、当用电器的电阻RL远小于滑动变阻器的最大值R0，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RL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RL与R0接近或RL略小于R0，两种接法都可以，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根据欧姆定律的变形公式可知，要测某一电阻的阻值，只要用电压表测出两端的电压，用电流表测出通过的电流，代入公式即可计算出电阻的阻值。

《伏安法测电阻》---基本知识1、电表内外接判断 比较项目 电流表内接法 电流表外接法 电路误差原因由于电流表内阻的影响，电压表测量值偏大，结果偏大 由于电压表内阻的影响，电流表测量值偏大，结果偏小 测量结果x x A R R R I U R >+==测 x x V R R R I U R <==//测 适用条件 A x R R >>V x R R << 为减轻伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是：（1）阻值比较法：先将待测电阻的阻值与电压表、电流表内阻进行比较，若V x R R <<，宜采用电流表外接法；若A x R R >>，宜采用电流表内接法。

（2）临界值计算法：当内外接法相对误差相等时，有Vx x A R R R R = ∴V A x R R R ≈（V A R R <<）为临界值。

当V A x R R R >（即R x 为大电阻）时用内接法。

当V A x R R R <（即R x 为小电阻）时用外接法。

V A x R R R =时内、外接法均可。

（3）实验试探法：按图接好电路，让电压表的一根接线P 先后与B 、C 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。

例1、用伏安法测未知电阻R x 时，若不知道R x 的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S ，然后将S 分别与a 、b 接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么 （ ）A ．若电流表示数有显著变化，S 应接aB ．若电流表示数有显著变化，S 应接bC ．若电压表示数有显著变化，S 应接aD ．若电压表示数有显著变化，S 应接b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 0R 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2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点（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RL 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.3、实物连线的总思路 分压（滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端） 画出电路图→连滑动变阻器 限流（一般连上一接线柱和下一接线柱）（两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位电表的正负接线柱→连接总回路： 总开关一定接在干路中导线不能交叉分压内接连接测电阻连线 限流内接连接测电阻连线分压外接连接测电阻连线 限流外接连接测电阻连线例2、用伏安法测金属丝电阻Rx （约5欧），已知安培表内阻为1欧，量程为0.6A ，伏特表内阻无穷大，量程为3v,电源电动势9v ，滑动变阻器阻值范围0—6v ，额定电流5A ，试画出测量Rx 的原理图。