分压和限流式.ppt

滑动变阻器分压限流接法 伏安法测电阻电路选择 直接比较法 当 x v时 采用外接法当 x v时 采用内接法 比值法 结论 内大外小 实验试探法 试触法 若伏特表示数有明显变化 即宜外接 若安培表示数有明显变化 即宜内接 安内伏外 限流和分压电路的选取 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 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 不计电源内阻 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 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 限流和分压电路的选取 不计电源内阻 限流式 分压式 可调范围 变阻器 电能损耗 限流和分压电路的选取 较大阻值 较小阻值 较小 较大 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 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 两种电路的比较 说明1 限流电路耗能小 电路简单 在安全前提下应优先考虑 2 三种情况下必须采用分压接法 1 要求回路中某部分电路的电流或电压从零开始可连续变化时 2 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或电流表量程时 3 当待测元件的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 或要求测量多组实验数据 时 例1 测定小灯泡 6V 3W 的伏安特性曲线 要求实验中灯泡两端的电压从零开始连续可调 供选择的器材有 电压表V 量程6V 内阻20k 电流表A 量程0 6A 内阻l 变阻器R 0 100 0 5A 变阻器R 0 20 0 2A 学生电源E 6 8v 开关及导线若干 根据器材的规格滑动变阻器应采用何种接法 分压式 例2 全国高考题 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下 待测电阻 约100 直流电流表 量程0 10 内阻50 直流电压表 量程0 3 内阻5 直流电源 输出电压4 内阻不计 滑动变阻器 0 15 允许最大电流1 开关1个 导线若干 根据器材的规格滑动变阻器应采用何种接法 分压式 例4 用伏安法测金属电阻 约为5 的阻值 已知电流表内阻为1量程为 电压表内阻为几千欧 量程为3V 电源电动势为 滑动变阻器的阻值为额定电流为 试分析滑动变阻器的接法 分压式 例3 上海高考题 一个电灯 电阻为4 试设计一个电路 使电灯两端的电压调节范围尽可能大 可利用的器材有 一个电动势为 内阻为 5的电源 一个最大阻值为R的滑动变阻器 1个开关 导线若干 根据器材的规格滑动变阻器应采用何种接法 分压式 器材的选择 1 滑动变阻器限流 分压接法的选择2 电流表内 外接法的选择3 电流表 电压表量程的选择 例1 测一个阻值约为25k 的电阻 备有下列器材 A 电流表 量程100 A 内阻2k B 电流表 量程700 A 内阻300 C 电压表 量程15V 内阻100k D 电压表 量程50V 内阻500k E 直流稳压电源 电动势15V 允许最大电流1A F 滑动变阻器 最大电阻1k 额定功率1W G 电键 导线若干 1 电流表应选 电压表应选 2 画出测量Rx的原理图 解析 当滑动变阻器滑至0时 电路有最大的电流 B C 依据 故 电流表应选择内接 滑动变阻器相对于待测电阻而言太小 若采用限流法 将无法控制电路 故滑动变阻器采用分压式电路 用伏安法测量某电阻Rx的阻值 现有实验器材如下 A 待测电阻Rx 范围在5 8 额定功率1WB 电流表A1 量程0 0 6A 内阻0 2 C 电流表A2 量程0 3A 内阻0 05 D 电压表V1 量程0 3V 内阻3K E 电压表V1 量程0 15V 内阻15 F 滑动变阻器R 0 100 G 蓄电池 电动势12VH 导线 电键 为了较准确的测量 并保证器材安全 电流表应选 电压表应选 并画出电路图 由 Rx知 应选外接法 先确定测量电路 额定电流Im 0 45A 应选电流表A1 额定电压Um 2 8V 应选电压表V1 由R 100 10Rx知 应选择限流式电路 再确定控制电路 其电路图如图所示 分析 电流表和电压表的读数读数时应使视线垂直于刻度表面 并要估读 具体估读方法如下 1 量程为3V和3A的电压表和电流表 其最小分度为0 1V和0 1A 读数要估读到最小分度的十分之一 2 量程为0 6A的电流表 其最小分度为0 02A 读数要估读到最小分度的 即不足半格的略去 超过半格的要按半格读出 因此最后读数如果以安培为单位 小数点后面有两位 尾数可能为0 1 2 3 3 量程为15V的电压表 其最小分度为0 5V 读数要估读到最小分度的 因此最后读数如果以伏特为单位 小数点后面只有一位 尾数为0 1 2 3 4 如图7所示伏特表指针位置 若用0 3V量程时 图7 图8 读数为2 50V 如图8所示安培表指针位置 若用0 3A量程时 读数为1 60A 基本仪器的读数 4 电流表电压表的读数 原则 凡最小分度值是一个单位的 有效数字的末位都在精度的下一位 即需要估读 若无估读 则在精度的下一位补 0 读数 0 70A 基本仪器的读数 读数 2 40V 基本仪器的读数 凡最小分度值是2或5个单位的 有效数字的末位就是精度的同一位 含估读数 若无估读不需补 0 若用0 0 6安量程 其精度为0 02安 说明测量时只能准确到0 02安 不可能准确到0 01安 因此误差出现在安培的百分位 0 01安 读数只能读到安培的百分位 以估读最小分度半小格为宜 当指针指在小于半小格位置则舍去 指针正对半小格则取为0 01安 指针超过半小格时则算一小格即0 02安 基本仪器的读数 读数 0 14A 基本仪器的读数 读数 0 37A 基本仪器的读数 读数 10 5V 基本仪器的读数 读数 9 5V 3 当电压表在15伏档位 表盘的最小分度值为0 5伏 格 虽能准确读到0 5伏 但误差仍出现在最小分度值的同一数位上 即伏特的十分位 其估读法则是 将最小分度分为五等分仍按不足半等分舍去 等于或超过半等分算一个等分 如图7所示伏特表指针位置 若用0 15V量程时 读数为12 5V 图7 图8 如图8所示安培表指针位置 若用0 0 6A量程时 读数为0 32A 如图所示R1 6 R2 3 R3 4 A B两点电压UAB 12V C1 C2的电容分别为2 F和1 F 则它们带电荷量分别为和 1 44X10 5C 4 8X10 6C A 保持R2不变