电阻器两种接法.doc

1 滑动变阻器的两种接法比较和选择 一、滑动变阻器的两种连接方式一、滑动变阻器的两种连接方式 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 二、两种电路的比较二、两种电路的比较 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 EULE 0 RR R L L IL 0 RR E L L R E EIL 分压 接法 0ULE 0IL L R E E（ILIap） 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 三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法三、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）下列三种情况必须选用分压式接法 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 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 压接法因为按图（b）连接时，因 RLR0Rap，所以 RL与 Rap的 并联值 R并Rap，而整个电路的总阻约为 R0，那么 RL两端电压 UL=IR并=Rap，显然 ULRap，且 Rap越小，这种线性关系越好， 0 R U 电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作 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的额定值时，只能采用分压接法 （2）下列情况可选用限流式接法）下列情况可选用限流式接法 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，采用限流式接法 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 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 伏安法测电阻 伏安法是高中物理电学实验中测量电阻重要的方法，其考查方 式虽然变化，但基本原理都一样。因此，深刻理解并掌握伏安法测 电阻的基本原理是非常重要的。 一、电流表的两种不同接法电流表的两种不同接法 （一）电流表外接法（一）电流表外接法 1 1、电路如图、电路如图 1 1 所示所示 图 1 图 2 2、误差分析：（较高要求）、误差分析：（较高要求） 在图 1 这种连接中，伏特表的示数 U 等于待测电阻 R 两端 的电压，而安培表的示数 I=IR+IV 因而， R 的真实值 R= 测量值为： R I U V V RR RR I U R 即测量值实际上为 R 和 RV并联的等效电阻，测量的绝对误差 为： R-=R R VV V RR R RR RR R 2 相对误差为： V RR R R R 4 可见，当待测电阻 RRV时，采用安培表外接，可以使误 差大大减小；若 R 很大，且接近 RV时，相对误差可达 50% 3、测量结果、测量结果 由于，测量值偏小R RR RR I U R V V 测 4、适用条件、适用条件 RRV 小电阻 5、 “小外小外”的含义的含义：小电阻用外接法，把电阻测小。 （二）电流表内接法（二）电流表内接法 1、电路图如图电路图如图 2 所示所示 2、误差分析：（较高要求）、误差分析：（较高要求） 在图图 2 这种接法中，安培表的示数等于通过待测电阻 R 中 的电流，而伏特表的示数为：。因 R 的真实值 AR UUU ，测量值为： I U R R A RR I U R 即测量值实际为 R 与 RA串联的等效值。 测量的绝对误差为：=RARRR 相对误差为： R R R R A 可见当待测电阻 RRA时，采用安培表内接，可以使误差 大大减小；若 R 很小，且接近 RA时，相对误差可达 100% 3、测量结果、测量结果 由于，测量值偏大RRR I U R A 测 5 U U I I 4、适用条件、适用条件 RRA 大电阻 5、 “大内大内”的含义：的含义：大电阻用内接法，把电阻测大。 二、电流表内、外接法的选择二、电流表内、外接法的选择 为了达到减小误差的目的，小电阻用电流表外接法，大电阻用 电流表内接法。但电阻阻值为多大算是大电阻？电阻阻值大小依什 么电阻为标准？下面我们一起探讨： 电流表外接法相对误差： VV R R RR R R R E 1 电流表内接法相对误差： R R R R E A 2 讨论讨论： （1）当 E1=E2，即时，两种电路的测量精度一样。 VAR RR （2）当 E1E2, 即时，用安培表内接法测量精度较高。 VAR RR 综上所述，我们可以看出就是待测电阻阻值大小的判据。就是待测电阻阻值大小的判据。 VAR R 三、试触法：三、试触法： 在利用伏安法测电阻的实验中，若不知道被测电阻的大约值， Rx、RA、RV的大小关系事先没有给定，可借助试触法确定内、 外接法.具体做法是:如图所示组成电路，其中电流表事先已经接好，拿电压 表的一个接线柱去分别试触 M、N 两点，观察先后两次试触时两电表的示数 变化情况， 如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显，即 说明接 M 点时电压表分流作用引起的误差大于接 N 点时 电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接 N 点)； 如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即： E R 外 E 内 E U U I I 6 说明接 N 点时电流表分压作用引起的误差大于接 M 点时 电压表分流作用引起的误差，这时应采用外接法(即电压表接 M 点). 例：有一个待例：有一个待测电测电阻阻 RX，其阻，其阻值约为值约为 40-60 之之间间，需要，需要进进一步一步 测测定其阻定其阻值值，手中，手中现现有下列器材：有下列器材：电电池池组组 E： ：电动势电动势 9V，内阻，内阻 0.5 ； ； 电压电压表表 V：量程：量程 0-15V，内阻，内阻 20K ； ；电电流表流表 A1：量程：量程 0-50mA，内阻，内阻 约约 4 ； ；电电流表流表 A2：量程：量程 0-300mA，内阻，内阻约约 4 ； ； 滑滑动变动变阻器阻器 R1： ： 0- 20 ， ，1A；滑；滑动变动变阻器阻器 R2： ： 0-1700 ， ，0.3A;电键电键一只一只,导线导线若干。若干。 实验实验要求能多要求能多测测几几组实验组实验数据数据,而且要求而且要求实验实验数据尽量准确数据尽量准确 （ （1）在方框内画出）在方框内画出实验电实验电路路图图，并按，并按电电路路图连图连接接实实物物图图 （ （2） ）实验实验中中应选应选用的用的电电流表是流表是_，滑，滑动变动变阻器是阻器是 7 思路点拔： 比较比较 R RX X 、RARA、RVRV 的大小得的大小得 R RX X 为小电阻，应用外为小电阻，应用外 接法接法 由电压表量程的由电压表量程的 1/32/31/32/3 估测电流表的电流，大于估测电流