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。
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)。