定值电阻的妙用
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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。
【初中物理】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基本上不含定值电阻、电阻箱,而在考察的电学实验中常给出定值电阻或电阻箱,有时是多余器起干扰作用,有时因电路存在不同的缺陷而起到弥补作用,现将定值电阻、电阻箱在电路中的弥补汇总如下,供实验设计时参考。
1、电阻箱替代作用
有些实验中原本使用滑动变阻器展开减半流式互连,但实验器材中没滑动变阻器或滑动变阻器的规格显著不适中,此时得出的电阻箱可以当做滑动变阻器采用。
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、电阻箱电表装配促进作用
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,一般都为串联扩大电压量程。
3、定值电阻不断扩大试样部分电压促进作用
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,此时串上定值电阻可以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、定值电阻维护电路
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,此时串上定值电阻可以起到保护电路作用。
若该定值电阻的阻值已知,也可以串入电压表内部,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。
Vol.49 No.12Dec.2020+k Jfbif敎学参考实验研究定值电阻在设计电路中的巧妙应用高贺(山东省沂南第一中学山东临沂276300)文章编号:l〇〇2-218X(2020) 12-0051-02中图分类号:G632.4 文献标识码:B电学实验一直是历年高考的必考考点,也是高中 教学的重点和难点,学生在学习过程中,困难较大。
下面以定值电阻为切人点,结合教学实例,谈谈定值电阻在设计电路中的巧妙运用。
一、伏安法测电阻中定值电阻的使用1.定值电阻保护电路减少误差例1需要测量待测电阻的阻值(约3〇 n),提供了以下实验器材。
电流表A,(量程0〜50 m A,内阻约为10 n);电压表V,(量程0〜3 V,内阻非常大);电源E(电动势约3 V,内阻约0.2 f i);定值电阻i?(20 f l,允许最大电流1.0 A);滑动变阻器亿(〇〜10 n,允许最大电流2.0 A);单刀单掷开关S—个,导线若干。
(1)请您在虚线框内画出测量电阻的实验原理图。
(要求测量范围尽可能大)(2)在一次实验测量中,电压表的示数是17时,电流表的示数是对应的待测电阻阻值的表达式解析(1)由于实验要求测量范围尽可能大,所 以滑动变阻器应该采用分压接法。
由于待测电阻阻值远小于电压表的内阻,所以电流表采用外接法。
流过电流表的电流不能超过其最大量程,即50 m A,所以要给待测电阻串联一个定值电阻尺,起保护电路作用。
实验原理图如图1所示。
(2)根据欧姆定律可得尺,=|一尺。
结论(1)仪器的选择:①电流表量程:估算电流。
方法:电源电压除以待测电阻阻值。
②电压表量程:电源电压。
方法:电源电压在电压表满量程的三分之一和三分之二之间。
③滑动变阻器:常选小电阻,调节灵敏。
(2)定值电阻:①保护电路:与电流表、待测电阻串联。
②扩大待测电阻电压范围,减少读数误差。
2.电流表G与定值电阻改装为其他电表例2现要测量一未知电阻(电阻较小约为几欧姆),可用器材有:多用电表(仅可使用欧姆挡);一个电池组£(电动势是6 V);一个滑动变阻器尺(〇〜20 D,额定电流是1 A);两个相同的电流表G(内阻i?K=l 000 £1,满偏电 流 JgSlOO f^A);两个标准的电阻(尺i=29 000 ==〇. 1⑴一个开关S、导线若干。
定值电阻在电学实验中的应用四川省资中县第一中学 刘有 641200电学实验的延展性强,与工、农业生产、生活联系紧密,演变出的题难度分布广,效度高,历来是高考实验考查的重点。
在电学实验的众多演变方向中,定值电阻的运用是一个重要方面,笔者根据多年一线教学经验,总结了定值电阻在电学实验中的应用。
一、电路不满足直接测量的要求时,定值电阻作为保护电阻使用解决这类问题的关键是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。
1、 保护电阻连在测量电路中;2、 保护电阻连在控制电路中,一般来讲,保护电阻连在控制电路中起到的保护作用更强一些。
例1、从以下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表1A 的内阻1r ,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
电流表(1A ):量程10mA ,内阻1r ,待测(约40Ω);电流表(2A ):量程500μA ,内阻2750r =Ω; 电压表(V ):量程10V ,内阻310r K =Ω; 电阻(1R ):阻值约为100Ω,作为保护电阻用; 滑动变阻器(2R ):总电阻约50Ω; 电池(E ):电动势1.5V ,内阻很小; 电键(K ),导线若干。
(1)、在空白处画出电路图,标出所用器材的符号。
(2)、若选测量数据中的一组来计算1r ,则所用的表达式为1r =_____________,式中各符号的意义是_________________。
【解析】:(1)、通过计算可知:max0.4A V =1U ,max0.375A V =2U ,所以用电流表(2A )来测量电流表1A 两端的电压,2A 与1A 并联的总电阻407503840750⨯≈Ω+。
如果滑变连接成限流式,则流过并联电路总电流的最小值为1.517.053850mA =+,2A 与1A 都可能被烧毁,即使把定值电阻1R 串联进电路,流过2A 的最小电流为1.540430100385075040A μ⨯=+++,要确保2A 不被烧毁,滑变接入电路的电阻至少38.63Ω,占滑变总电阻的38.63100%77.25%50⨯=,允许滑变移动的长度只占到总长度的23%左右,操作不方便。
定值电阻'定值电阻,顾名思义,就是具有固定阻值的电阻。
它是电子电路中最常见的元件之一,用来限制电流、分压、保护其他元件等等。
下面我们将从定值电阻的基本概念、分类、特性以及应用等方面来介绍它。
一、基本概念定值电阻是一种线性元件,它的阻值是固定不变的。
通常用欧姆(Ω)来表示阻值的大小。
定值电阻的阻值可以通过颜色环标识法来识别,每个颜色代表一个数字,通过颜色环的组合可以得到准确的阻值。
定值电阻一般由金属膜、碳膜或金属丝制成。
二、分类根据定值电阻的阻值范围,可以将其分为几个主要类别。
常见的有固定电阻、可调电阻和网络电阻。
1. 固定电阻:阻值固定不变,无法调节。
2. 可调电阻:阻值可以通过旋钮或其他方式进行调节,用于精确控制电路中的电流或电压。
3. 网络电阻:由多个电阻组成的网络,可以实现复杂的电阻分配和电压分压。
三、特性定值电阻除了具有固定的阻值外,还有一些特性需要了解。
1. 阻值精度:定值电阻的阻值精度是指实际阻值与标称阻值之间的偏差。
精度一般用百分比或者PPM(百万分之一)来表示。
2. 温度系数:定值电阻的阻值随温度的变化而变化,温度系数描述了这种变化的程度。
温度系数一般用ppm/℃(百万分之一/摄氏度)来表示。
3. 功率耗散:定值电阻在工作过程中会产生一定的功率损耗,这是由于电流通过电阻时会有能量转化为热能。
定值电阻的功率耗散能力需要根据实际工作情况来选择。
四、应用定值电阻广泛应用于各个领域的电子设备中。
以下是一些常见的应用场景:1. 电流限制:在电路中串联一个定值电阻,可以限制电流的大小,起到保护其他元件的作用。
2. 分压:通过定值电阻的串联或并联,可以实现电压的分压,用于控制电路中的电压大小。
3. 精确调节:可调电阻可以通过旋钮或其他手段来实现电阻值的调节,用于精确控制电路中的电流或电压。
4. 电阻匹配:网络电阻可以实现复杂的电阻匹配,用于优化电路性能。
总结:定值电阻是电子电路中常见的元件之一,具有固定的阻值。
关于一定值电阻的文章一定值电阻的作用与应用电阻是电路中常见的元件之一,它的作用是限制电流的流动。
在电路中,电阻可以起到稳定电流、降低功率、调节信号等作用。
而一定值电阻则是指其阻值固定不变的电阻。
一定值电阻在各个领域都有广泛的应用。
首先,在家庭生活中,我们常见的家用电器如冰箱、洗衣机、空调等都会使用到一定值电阻。
这些家用电器需要稳定的工作状态,而一定值电阻可以提供稳定的工作条件,保证设备正常运行。
其次,在通信领域,一定值电阻也扮演着重要角色。
例如,在手机通信中,为了保证信号传输质量和稳定性,需要使用到一定值电阻来调节信号强度和匹配传输线路。
此外,在无线通信设备中也需要使用到一定值电阻来控制功率和频率。
另外,在工业生产中,一定值电阻也有着广泛应用。
例如,在自动化生产线上,为了保证设备正常运行和产品质量稳定性,需要使用到一系列的传感器和控制器。
而这些传感器和控制器中都会使用到一定值电阻来稳定电流和电压,确保设备的正常工作。
此外,一定值电阻还在科学研究中发挥着重要作用。
在实验室中,科学家们常常需要进行各种实验来验证理论和推测。
而这些实验中,一定值电阻可以提供稳定的电流和电压条件,确保实验结果的准确性。
总之,一定值电阻在各个领域都有着广泛的应用。
它可以稳定电流、降低功率、调节信号等,为各种设备和系统提供稳定的工作条件。
随着科技的不断发展,对于一定值电阻的需求也会越来越大。
因此,我们需要不断研究和改进一定值电阻的性能和特点,以满足不同领域对于电路元件的需求。
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。
·学海导航·◇ 河北 葛东升 近年来的高考试题中,为了体现“来源于课本,又高于课本”的命题理念,考查学生灵活应用所学知识解决问题的能力,在电学设计性实验中,以定值电阻的合理使用为背景立意的设计性试题层出不穷就成为必然.考生要在高考中顺利解决问题,必须弄清定值电阻在设计电路中的主要作用,现举例分析如下.1 保护作用1)保护电压表例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○V(量程2V,内阻约4kΩ);电流表○mA(量程0~1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E(电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻3个:R1=4 000Ω,R2=10 000Ω,R3=15 000Ω;开关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.)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=.测量电压表的内阻是常遇的题目,电压表可以测自身两端电压,如果还能通过测量或计算得出流过电压表的电流,就可以根据欧姆定律求出电压表的内阻了.若将两电表与电源直接串联(如图1所示),电压表两端U≈4 0004 000+500×2.4V≈2.13V>2V,可能大于电压表的量程,不可取.若选1个固定电阻于电压表并联后再与电流表串联接通电源(如图2所示),如果选用R1,则可算出电流表的读数略大于1mA,电压表的读数接近2V,但不会超过2V,这可以满足题目要求下完成测量任务.若将R1换成R2、R3,电压表两端的电压会超过其量程,所以不能选用R2或R3.按图2电路接通后,用欧姆定律可以电压表与R1并联后的总电阻为UI,再由并联电路总电阻与分电阻的关系式可以推出RV=UR1R1I-U.图1 图2图3 2)保护电流表例2 保护电流表为了测定电流表○A1的内阻,采用如图3所示的电路.其中:○A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω;○A2是标准电流表,量程是0~200μA;R1是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;R2是滑动变阻器;R3是保护电阻;E是电池组,电动势为4V,内阻不计;S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关.上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置,都要保证两块电流表的安全.在下面提供的4个电阻中,保护电阻R3应选用:(填写阻值相应的字母).A 200kΩ; B 20kΩ;C 15kΩ;D 20Ω当R2的电阻值为零时,电路中的电流必须小于○A2的最大电流值,所以R3=EI2=40.0002Ω=20 kΩ,选项B正确.3)保护电源 电源允许通过的电流也是有一定限度的,当通过的电流过大超过其最大值时会烧毁电源,在这种情况下应使用保护电阻对通过电源的电流加以控制.例3 现有一电源的电动势约为9V,内阻约为50Ω,已知它允许通过的最大电流为50mA,为精确测量这个电池的电动势和内阻,实验室中备有:电压表○V(内阻很大对电路的影响可忽略),电阻箱R(阻33·学海导航·值范围0~9999.9Ω),保护电阻R0,开关导线若干.(1)实验室有定值电阻有如下几种规格A 10Ω,2.5W; B 150Ω,0.5W;C 200Ω,0.25W; D 2 000Ω,5W实验时,R0应选用(填字母代号)为好.(2)设计测量电路画出电路图并写出电动势和内阻的表达式.通过电压表可以测量出不同阻值电阻的电压,调节电阻箱的电阻阻值,就可根据闭合电路的欧姆定律测定电源的电动势和内阻,但是该电源允许通过的最大电流必须高于50mA,这就要求闭合电路的总电阻必须大于电动势与最大电流的比值,总电阻的最小值为:Rmin=90.05Ω=180Ω,为了做到这一点,排除选项A.对于选项D虽可以起到保护作用,但实验无法正常进行,排除选项C,虽阻值满足要求,但其额定功率太小,不能起到保护且正常工作的作用,应排除.考虑到这些情况后,再看选项B,表面上看小了点,但实际中还应考虑到电源自身有约50Ω的内阻,所以应选择定值电阻B,这样即使电阻箱的阻值为零也能保障通过电源的电流在允许值以内.其测量电路可有2种(如图4所示):图4通过以上几个例题可以看出,保护电阻在实验中的作用关键是“保护”,应用中要注意它的保护对象是什么,如何进行保护,不同情况所用的保护电阻的规格,才能在解决问题中运用自如.2 测量作用1)测量电流例4 现有器材:电压表○V1(量程3V,内阻约几千欧),电压表○V2(量程15V,内阻约几十千欧),定值电阻R1(3.0kΩ),滑动变阻器R(0~100Ω),直流电源(约6V,内阻不计),开关一只,导线若干,要求利用这些器材测量电压表○V1的电阻值.(1)画出实验电路图.(图中应标明电压表的代号)(2)用已知量和直接测得量表示的电压表○V1内阻的表达式为r=.式中各直接测得量的意义是:. 图5本实验中的待测电压表○V1自身的电压可以确定,由于电压表○V2内阻不确定,不能用它与电压表○V1串联来测○V1的电流,这就使定值电阻有了用武之地,如果将定值电阻R1与○V1串联,可以借助电压表○V2测出R1上的电压U2-U1,从而得到通过○V1的电流I=U1r=U2-U1R1.定值电阻R1相当于一个电流表的作用.滑动变阻器阻值较小,采用分压接法.实验电路原理图如图5,○V1、○V2两电压表的读数为U1、U2,电压表○V1内阻的表达式为r=U1U2-U1·R1.2)测量电压例5 用以下器材测量待测电阻Rx的阻值:A 待测电阻Rx:阻值约为100Ω;B 电源E:电动势约为6.0V、内阻忽略不计;C 电流表○A1:量程0~50mA、内阻r1=20Ω;D 电流表○A2:量程0~300mA、内阻r2约为4Ω;E 定值电阻R0:阻值R0=20Ω;F 滑动变阻器R:最大阻值为10Ω;G 单刀单掷开关S、导线若干.①测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的13,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注).②若某次测量中电流表○A1的示数为I1,电流表○A2的示数为I2,则由已知量和测得量表示Rx的表达式Rx=. 图6本实验是由于没有电压表,需采用串并联关系的方法找到电压测电阻Rx.再者本实验2个电流表的量程相差很大,如果用待测电阻Rx与电流表○A1并联分流,此时13×(I1g+I1g×r1Rx)=18mA,远小于电流表○A2量程的30043·学海导航·mA;达不到其量程的13,因此必须将待测电阻Rx与电流表○A1先串联,后用定值电阻R0与它们并联分流,即13×(I1g+I1g×(r1+RX)R0)=118mA,大于电流表○A2量程的13(100mA).实验电路原理图(如图6所示),根据串联并联电路的规律有(I2-I1)R0=I1(Rx+r1),此时定值电阻R0的作用相当于一个电压表.解得Rx=I2-I1I1R0-r1.3)测量一组数据例6 一直流电压表○V量程为1V,内阻为1 000Ω.现将一阻值在5 000~7 000Ω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6~7V,内阻可忽略不计),一阻值R2=2 000Ω的固定电阻,两个单刀开关S1、S2及若干导线. 图7(1)为达到上述目的,将图7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,电压表示数为0.90V;当S1闭合,S2断开时,电压表的示数为0.70V,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. 图8电压表的内阻已知,量程知道,可作为电流表使用.本实验表面上是测量改装后的电压表的量程,实质是测量电阻R1的阻值.而在电路中除R1未知外,电源的电动势也未知,所以要2个方程才可以求的.将待测电压表与电源直接相连是一个方程;待测电压表与标准电阻串联后与电源连接是另一组方程.所以定值电阻起了给出一组数据的作用.如图8所示,当S1闭合,S2闭合时E=U1RV(RV+R1),当S1闭合,S2断开时E=U2RV(RV+R1+R2),解两式得:R1=6 000Ω,E=6.3V;根据串联分压原理,可得电压表量程为7V.定值电阻由于阻值确定,它的电流、电压容易确定,由于它的这些优点,会给测量电路带来很大的方便.在电路的设计中,如果能够充分考虑定值电阻的测量作用,一些表面上看不可能成功的设计性实验,也会天堑变通途.3 扩大作用1)扩大调节范围例7 下表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,尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.器材(代号)规格电流表(○A1)量程10mA,内阻r1待测(约40Ω)电流表(○A2)量程500μA,内阻r2=750Ω电压表(○V)量程10V,内阻r3=10kΩ电阻(R1)阻值约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)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=.式中各符号是:.从精确性原则考虑我们用电流表○A2与○A1并联来确定其两端的电压,○A2、○A1的读数分别用I2、I1表示,则r1=I2r2I1.注意到两电流表两端允许加的最大电压都在0.4V以内,而电源的电动势为1.5V,尽管滑动变阻器采用了分压式接法却仍然存在着电流表两端电压过大的可能,把电阻R1与两电流表串联或将电阻R1连接到干路上就可以起到分压作用,从而解决了这个问题,使得滑动变阻器的调节范围变大.据此所采用的电路如图9所示.图92)扩大量程例8 某同学要测量一待测电阻Rx的值,已知53·技巧聚焦·Rx约10Ω,最大允许电流为0.1 A,实验室备有如下器材:电流表○A1:量程100mA,内阻约1Ω;电流表○A2:量程0.6A,内阻约0.1Ω;灵敏电流计G:量程300μA,内阻Rg=100Ω;电压表○V:量程15V,内阻约50kΩ;定值电阻R1=20Ω;定值电阻R2=9 900Ω;滑动变阻器R3:最大阻值10Ω;滑动变阻器R4:最大阻值10kΩ;电源E:电动势约4V,内阻较小但未知;开关一个,导线若干.为测量准确,实验要求所用各表读数至少为满偏刻度的1/3,且要测量多组数据.(1)电路中滑动变阻器应选择,电流表应选择.(2)画出你所设计的实验电路图.本题是典型的用伏安法测电阻的实验,由题意最大允许电流为0.1A,则电流表应选○A1,滑动变阻器应选R3,如用限流,可能超电流表量程,且不能调节多组数据,故应选分压接法.还需要测到电阻两端电压,电压表量程过大,不合题意.灵敏电流计已知内阻,可当电压表用,但量程太小,需要改装,扩大量程.应让灵敏电流计与定值电阻R2串联,可改装成量程为300×10-6×(10+9 900)V=3V的电压表. 图10但Rx两端最大电压为1V,如直接与改装后的电压表并联,则电压表不能超过满刻度的1/3,为扩大改装电压表的调节范围应使Rx与R1串联,电路如图10所示.定值电阻串并联到电路中去,搭配电路,保护仪表或器材,也可使电路匹配,测量量值,灵活应用定值电阻会是电路设计更加多样,使设计方法更加开放.(作者单位:河北省武邑中学)◇ 广东 曾文玉1 双选题的命题特点在物理高考试卷选择题中,除单项选择题外,还有双项选择题和不定项选择题,这种题型都属于多项选择题.多选题是高考物理科中的必考题型,在2010年高考全国理综考试试卷中,多选题占48分,在物理总分120分中占40%.而在广东卷上,物理双选题30分,在物理总分100分中占30%.多选题的分值较大、难度较低、能力要求不高,区分度却比较可观,区分学生的往往是非智力因素.如何加强物理多选题的教学,提高学生解题能力,是高考复习中的一个重要内容.本文以用统计学的观点,分析物理双选题的解题技巧.2 双选题的统计学分析1)统计方法①假如每道选择题满分为6分,其规则为选对但不全得3分,错选得0分的.②双选题的可选情况和可得分的情况:可选总数为:C24+C14=10,可得分的选数为:C22+C12=3.如果答案为A、B,采取对策是选1个,则有C14=4种选法.则平均数珡X=∑XiN=3+3+0+04=1.5,标准差s=∑(X-珡X)2槡N=(3-1.5)2+(3-1.5)2+(0-1.5)2+(0-1.5)槡2槡4=1.5,差异系数CV=s珡X×100%=1.51.5×100%=100.00%,得分率n=(∑得分概率)×本题可得分本题总分=(14+14+0+0)×36×100%=25.00%.③基本假设:当考生已经用尽所有办法,均无法得出答案或者无法排除两个错误的备选项时,这时,完全凭猜测作答,猜测的成功与否完全由随机因素所63。
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。
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。
实验中应选用的电表是__________;定值电阻应选用__________;
设计一个测量电压表V1内阻的实验电路,画出原理图。
说明实验所要测量的量:__________;
写出电压表V1内阻的计算表达式__________。
分析:该题的特点是不仅电流表需要保护,而且滑动变阻器也需要保护,故保护电阻只能连在干路上,方案如右图所示。
(解答略)。
二、定值电阻用来增大待测量
物理实验中对一些较小量的测量往往会有较大的相对误差,为了减小误差,常采用的方法就是增大待测量,在电阻测量中也是如此。
例3、一位电工师傅为准确测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率,他截取了一段长为L的电线,并用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表测其电阻发现小于1Ω;为了尽可能的提高其测量精度,他从下列器材中挑选了一些元件,设计了电路,重新测量这段导线的电阻。
A.电源E:电动势约为3.0V,内阻不计;
B.电压表V1:量程为0~3V,内阻约2kΩ;
C.电压表V2:量程0~15V、内阻约为6kΩ;
D.电流表A1:量程为0~0.6A,内阻约1Ω;
E.电流表A2:量程为0~3.0A、内阻约0.1Ω
F.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω,额定电流2.0A;
G.滑动变阻器R2:最大阻值1kΩ,额定电流1.0A;
H.定值电阻R0:阻值为3Ω;
I.开关S一个,导线若干。
请你按照电工设计的电路,在实物下图甲中用笔画线代替导线连接元件。
分析:实物连接如下图乙,在该实验中由于待测电阻太小,分压太小不易测量,故用定值电阻R与待测电阻串联,以增大待测量,减小测量的相对误差。
三、定值电阻作为电表使用:
有时在电路设计型实验中,限于题目给的器材,特别是电表不全的情况下,可以考虑用定值电阻和电表配合使用,以充当电压表或电流表使用。
例4(2006,全国卷Ⅰ)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4kΩ);电流表mA(量程1.2mA,内阻约500Ω);直流电源E(电动势约2.4V,内阻不计);固定电阻3个;R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω;开关S 及导线若干。
要求测量时两电表的指针偏转均超过其量程的一半。
试从3个固定电阻中选用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)
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R v=______。
分析:原理如右图所示,该实验中定值电阻有双重作用,既可以保护电压表两端的电压不会超出其量程,又充当了电流表的作用,通过R1的电流为U/R1,从而可以推算出电压表的内阻。
(具体解答略)。
四、定值电阻用于改装电表,扩大电表量程:
这也是定值电阻比较常见的用途,主要是在题目给的电表量程太小,不能满足测量要求的情况下使用。
例4、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、内阻约100Ω);
电压表V(量程为3V、内阻约为3000Ω)
定值电阻R1(9900Ω);
滑线变阻器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R x(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R x的电路。
分析:由于本实验提供的电压表量程太小,故应先将电流表A2与定值电阻R1串联改装成一个大量程的电压表,在设计电路。
(具体解答略)
通过以上分析,可以看出定值电阻是电路设计的重要元件,在具体使用中非常灵活。
但只要我们注意总结规律,并结合具体的题目情境,就能突破这一难点。
附练习题:要测一个自感系数很大的的线圈L的直流电阻,实验室提供下列器材:
①、待测线圈L,阻值约为2Ω,额定电流约为2A;
②、电流表A1量程为0.6A,内阻为0.2Ω;
③、电流表A2量程为3A,内阻约为0.2Ω;
④、变阻器R1阻值为0~10Ω,变阻器R2阻值为0~1kΩ;
⑤、电池E,电动势为9V,内阻很小;
⑥、定值电阻R3=10Ω,R4= 100Ω;
⑦、开关S1,S2;
要求试验时,改变变阻器的阻值,可使在尽可能大的范围内测得多组A1表、A2表的读数I1、I2,然后利用的图像,求出电感线圈的电阻。
⑴、试验中定值电阻应选用__________,变阻器应选用__________;
⑵、请在方框内画出电路图。
⑶、实验结束时应先断开开关__________。
⑷、实验测得数据如图I2—I1所示,则电感线圈的直流电阻值为__________。
(保留两位有效数字)。