专题:滑动变阻器的限流式和分压式接法要点
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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。
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图小,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 0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。
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 o,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:U o首先,不接负载R时,输出端的电压U= R ap,可见,U与成正比,输出电压电线R o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 o。
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 。
,滑动变阻器总阻值为R o ,滑动变阻器对负载 R o电流的控制情况作如下的讨论:U o当Rap=O 时,电路中的最大电流 I m=■, RI m I m当Rap 最大值Ro 分别为负载电阻1、3、5……倍时,电路中电流的最小值为2、;、I m 6U o U o U o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 o 较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。
但是,实际选择滑动变阻器时,并不是R o 越大越好。
R o 很大,其单位长度的阻值越大,触头P 处a 点稍作移动,整个电路总电阻迅速增大,通过电路的电流就很小,要 连续均匀地调节电流,负载 R 两端的电压,滑动变阻器只能在极小的范围内调节,所以操作很不方便。
图 2图1滑动变阻器的分压接法和限流接法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 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 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 m 6…… 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 0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。
滑动变阻器的分压接法和限流接法仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2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。
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。
仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢3 图可以得出结论: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 m 6…… 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 0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。
1、滑动变阻器限流、分压接法 ⑴限流接法
①电流表示数变化范围
x
A x R U I R R U ≤≤+max 滑 ②电压表示数变化范围 U U R R R U A x x ≤≤⋅+max
滑 ⑴分压接法
①电压表示数变化范围
U U A ≤≤0
②电流表示数变化范围 x
A R U I ≤≤0 2、滑动变阻器限流、分压接法选择原则
⑴分压接法
①“从零必分”要求电表示数从零开始变化(或需要测量多组数据时),选用分压接法 ②“烧表必分”用限流接法超过电流表量程时,选用分压接法
③“大阻必分”负载电阻x R >>max 滑R 时,限流接法对电流、电压的控制作用不明显,选用分压接法
⑴限流接法
①负载电阻x R <<max 滑R 时,限流接法对电流、电压的控制作用显著,选用限流接法
②两种接法均满足实验要求时,由A UI P =限流<)(滑并分压I I U P
A +=,从节能角度,选用限流接法
限流接法
分压接法。
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屡次直接或渗透考查。
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,左半局部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 点右边局部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 ,左局部分得的电压将更小,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,负载图2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,假设滑动变阻器总电阻R 0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较大。
图滑动变阻器的分压接法和限流接法之迟辟智美创作邛崃一中——杨忠林滑动变阻器是中学电学实验中经常使用的仪器,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屡次直接或渗透考查.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 两真个电压U 随变阻器调节变动情况作如下的讨论:首先,不接负载R 时,输出真个电压U=U0R0R 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,左半部份分得的电压是均匀变动的,电压的变动范围是0—U 0.其次,当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时,P 点图左边电路的等效电阻减小,与P 点右边部份串连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,对确定的R ap ,左部份分得的电压将更小,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获得平缓变动的电压,负载阻值应该较年夜.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=U0RaP+R,可见,I 随R aP 的增年夜而减小,如图(b )所示. 当Rap=0时,电路中的最年夜电流I m =U0R,R 两真个电压最年夜U max =U 0.当Rap 最年夜值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时,电路中电流的最小值为Im 2 、Im 4 、Im 6……负载电阻R两真个最小电压Umin为U02、U04、U06……由此可见,若滑动变阻器总电阻R0较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较年夜.可是,实际选择滑动变阻器时,其实不是R0越年夜越好.R0很年夜,其单元长度的阻值越年夜,触头P处a点稍作移动,整个电路总电阻迅速增年夜,通过电路的电流就很小,要连续均匀地调节电流,负载R两真个电压,滑动变阻器只能在极小的范围内调节,所以把持很不方便.通过分析图线,可以得出结论:限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流(电压),滑动变器阻值要稍年夜些.一般来说,约为待测电阻的3—10倍.二、分压接法和限流接法的比力滑动变阻器接入电路后,它自己也要消耗电能,分歧的接法造成的功率消耗是纷歧样的.当负载R通过相同的电流I R时,分压电路接法中的总电流I=I R+I aP;在限流接法电路中的总电I=I R.故分压式接法时电路总电流年夜,电源的输出功率(P=IU o)较年夜,也就是说电路消耗的额外功率年夜.结合上述分析滑动变阻器的分压接法和限流接法对电压、电流等的控制作用见下表:三、滑动变阻器分压接法和限流接法的选择滑动变阻器分压接法和限流接法都能调节负载的电流(电压),但在相同条件下的调节效果分歧,实际应用要根据情况恰本地选择适当的方法.通常情况下(满足平安条件),由于限流电路能耗较小,结构连接简单,因此,优先考虑以限流接法为主.1.在下面三种情况下必需选择分压接法:a.要使某部份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华满足(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年夜电流较小,采纳限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(电压)城市超越电表量程或电阻元件允许的最年夜电流(电压),为了保证电表和电阻元件免受损坏,必需采纳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,若采纳限流接法时,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)变动小,这晦气于屡次丈量求平均值或用图像法处置数据,为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能年夜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.丈量时电路电流(电压)没须要求从零开始连续调节,只是小范围内丈量,且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0,采纳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,应采纳滑动变阻器限流接法. c.没有很高的要求,仅从平安性和精确性角度分析两者无可采纳时可考虑装置简便和节能因素采纳滑动变阻器限流接法.。
滑动变阻器的限流式和分压式各有其使用原则,具体如下:
对于限流式接法:
1. 当滑动变阻器的最大阻值和用电器(电阻)的阻值差不多,且没有要求电压从零开始变化时,一般选择限流接法。
2. 当测量时电路电流(电压)没有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,采用限流接法。
3. 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,应采用限流接法。
4. 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限流接法。
对于分压式接法:
1. 当实验要求要求电压从零开始变化时,必须选用分压接法。
2. 若采用限流接法不能控制电流满足实验要求,即滑动变阻器阻值调至最大时,电路中的最小电流仍超过待测电阻上的电流(或电压),或超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选择分压接法。
3. 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以至在限流接法中,滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,但实验要求电压变化范围较大时,应选用分压接法。
4. 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,必须选用分压接法。
总之,使用原则主要是基于实验需求和条件,包括电压调节范围、电流控制精度以及电路的安全性和精确性等因素来决定采用限流式还是分压式接法。
在实际应用中,可以根据需要灵活选择。
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:⑴限流式接法⑵分压式接法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。
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。
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(一)滑动变阻器在电路中的两种接法:⑵分压式接法⑴限流式接法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;从右端向左移动过程,滑动变阻器电阻逐渐减小,电路中的P所示,当滑动头如图1 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。
.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。
2的P用电器与左边电阻的电压相等,改变,2所示,电阻R与变阻器左边电阻并联如图位置改变用电器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。
限流电路消耗的电能小于分压电路消⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下,耗的电能。
.选择原则: 2 。
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)连成分压式电路,通过变阻器AB例:在如图所示电路,已知U=5V Ω”字样。
求:25L向小灯泡L供电,电灯上标有“2.5V、40%,⑴为使小灯泡正常发光且上述电路的效率达到应如何选择变阻器的额定电流和电阻值。
1页1 第页共12 砺儒中学高二物理专题训练.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(约为5Ω)的值,已知电流表内阻为1Ω,量程为0.6A,电压x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(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,因此,对一只灯泡来说,未正常发光和正常发光时灯丝的电阻可相差几倍甚至几十倍,它的伏安特性曲线应该是一条曲线。
根据部分电路欧姆定律R U I =可得:RU I 1=,即在I -U 坐标系中,图线的斜率等于电阻的倒数。
(三)器材:小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。
(四)实验步骤1、确定电流表、电压表的量程,采用电流表外接法,按原理图所示的电路图连接好实验电路。
2、把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最小的位置,电路经检查无误后,闭合开关S 。
3、改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U ,记入表格内,断开开关S 。
4、在坐标系上建立一个直角坐标系,纵坐标表示电流,横坐标表示电压,用平滑曲线将各数据点连接起来,得到伏安特性曲线。
(五)注意事项:1.因本实验要作出I U -图线,要求测出一组包括零在内的电压、电流值,因此滑动变阻器要采用分压接法。
2.电键闭合前滑动变阻器的滑片要移动到图中的A 点。
3.电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使灯泡的电压逐渐增大,可在电压表读数每增加一个定值(如0.5V )时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。
4.加在灯泡两端的电压不能过高,以免烧毁灯泡。
实验时,应使灯泡两端电压由低向高逐渐增大,不要一开始就使小灯泡在高于额定电压下工作。
因为灯丝电阻随温度的升高而加大,如果灯丝由低温状态,直接超过额定电压使用,会由于灯丝瞬间电流过大而烧坏灯泡。
练习:1、(2004年上海)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。
某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I 和U 分别表示小灯泡上的电流和电压):⑴在左下框中画出实验电路图,可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0—10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干。
⑵在右图中画出小灯泡的U –I 曲线。
2、用图实11-7甲所示的实验器材测定小灯泡的伏安特性曲线,要求加在小灯泡上的电压从零开始逐渐增大到额定电压。
(1)在方框中画出实验所用的电路图,并按电路图用导线把实物图连接起来。
(2)某同学根据所测几组数据画出图实11-7乙所示的图线,图线是一条曲线而不是直线,原因是___________________,小灯泡的工作电压为2.0V 时的功率约是____W 。
3.(2010·莱芜模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“6 V ,1.5 W ”(A)图实11-7甲 图实11-7乙的小灯泡、导线和开关外,还有:A.直流电源6 V(内阻不计)B.直流电流表0~3 A(内阻0.1 Ω以下)C.直流电流表0~300 mA(内阻约为5 Ω)D.直流电压表0~10 V(内阻约为15 kΩ)E.滑动变阻器10 Ω,2 AF.滑动变阻器1 kΩ,0.5 A实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.(1)实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(均用序号表示).(2)在方框内画出实验电路图.图实-6-14(3)试将图实-6-14所示器材连成实验电路.测量金属电阻的电阻率螺旋测微器一.特色:适用于测量硬度较高或不易产生形变的物体。
二.结构螺旋测微器也称千分尺,它主要由主尺和螺旋尺组成,其各部分名称及主要用途是:①主尺:用于读取固定刻度所显示的最大毫米刻度数(包括0.5毫米); ②螺旋尺: 用于读取主尺上固定刻度的水平线对应的螺旋尺上可动刻度的刻度(包括估读); ③旋钮:用于紧固被测物;④微调旋钮:用于可动尺的微调;⑤测微螺杆; ⑥小砧. 如图所示.三.用法:使用螺旋测微器时,为使每次测量均在被测物上施以相同的压力,以减少形变误差;也为了避免损坏精确的螺旋刻度起见,当顶针已将被测物轻轻夹住时,勿再旋转圆柱套筒,此时应旋转位于套筒后的微调钮,直到听到三响“滴答”声为止,读取数值即可。
四.原理:1.螺旋测微器的精度:螺旋测微器是利用将直线距离转化为角位移的原理制成的. 主尺上的固定刻度的最小分度值为0.5 mm,螺旋尺即可动刻度共有50个分度,当可动刻度尺旋转一周时,它在主尺上前进或后退一个刻度0.5mm,则可动刻度每转过一个分格时,可动小砧前进或后退0.01 mm,所以它测量的长度可达到精度为0.01 mm.2.使用及读数方法:将待测物放在两小砧之间,然后用旋钮将被测物紧固,再用微旋钮调整,直至发出“嗒嗒”声后读数. 先读固定尺读数,要读出整毫米刻度,要注意有无半毫米刻度出现,再读出固定刻度上的水平线对应的可动刻度尺上的读数(要有估读数据),将此数乘以0.01后与固定刻度上的读数相加即得到最后读数.3.读值计算练习:(圆柱上加上套筒上的读数)圆柱上的读数(21 + D x )mm套筒上的读数 D x = 0.495 mm读值:(21 + 0.495)= 21.495 mm.4.螺旋测微器读出数据的位数:由于螺旋测微器也精确到0.01 mm,且可估读,所以如果以毫米为单位,最后读数中小数点后面一定有三位数,不够三位的,要用零补齐.游标卡尺游标卡尺的读数部分由主尺(最小分度为1 mm )和游标尺两部分组成.按照游标的精度不同可分为三种:(1)10分游标,其精度为0.1 mm ;(2)20分游标,其精度为0.05 mm ; (3)50分游标,精度为0.02 mm.它们的共同特点(也是它们的测量原理)是:游标上的全部刻度之长比主尺上相应的刻度之长短1 mm.以20分游标为例,游标上20个分度全部之长为19 mm ,比主尺上20个分度短1 mm ,所以游标上每个分度比主尺短0.02 mm ,当在两测脚间放一厚0.04 mm 的物体时,则游标的第2条刻线将与主尺的刻线对齐,其余的刻线与主尺上的刻线都不对齐.游标卡尺的读数方法是:以游标0刻度线为准在主尺上读出整毫米数,再看游标尺上哪一条刻度线与主尺上某刻度线(不用管是哪一条线)对齐,由游标上读出毫米以下的小数,则总的读数为:主尺上的整毫米数L 1+游标上的毫米以下的小数L 2.由于游标卡尺在读数时要分辨游标上的哪一条刻线与主尺上的刻线对的最齐,这里已包含了估读的因素,所以游标卡尺一般不再往下估读.不过用10分游标尺读数时,可在毫米的百分位上加一个“0”,表示该读数在毫米的10分位上是准确的,以区别于毫米刻度尺的读数.[例]有一游标卡尺,主尺的最小分度是1 mm ,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一工件的长度,如图5-1-4所示.图示的读数是_____mm.练习1.下图是用螺旋测微器测量三根金属棒直径的示意图,从左到右三根金属棒的直径依次为: mm 、 mm 、 mm 。
2.下图所示,甲、乙游标卡尺的示数分别为甲图 mm ,乙图 mm 。
3.(1)已知不同的工具测量某物体的长度时,有下列不同的结果:A . 2.4cmB . 2.37cmC . 2.372cmD . 2.3721cm其中,用最小分度值为厘米的刻度尺测量的结果是________;用游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺测量的结果是_________。
(2)一同学用一游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一物体的长度.测得的结果如图所示,则该物体的长度L =________ m 。
4.读出下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数游标卡尺的读数为_________mm.;螺旋测微器的读数为_________mm.5、下图中50分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为_______mm 和_______mm 。
电源电动势和内阻的测定【知识整合】1.实验目的:测电源的电动势和内阻。
123456 01234567890cm2.实验原理:(1)用电压表、电流表、可变电阻(如滑动变阻器)测量。
如图1所示:测出两组_______值,就能算出电动势和内阻。
原理公式:_____________(2)用电流表、电阻箱测量。
如图2所示: 测出两组_______值,就能算出电动势和内阻。