电学-内外接,分压限流.doc

电学实验-仪器选择、电路连接电流表内、外接对测量结果的影响 电流表外接法：如图1所示，由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R 可知，R测R真，R越大，电流表的分压越小，误差就会越小因此这种方法适用于测量大电阻选择内、外接的常用方法(1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计，当RxRA时，采用内接法，当RxRV时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”（2）公式计算法：当Rx 时，用内接法，当Rx 时，用外接法， 当Rx 时，两种接法效果相同 （3）试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法例1用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值如图所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路接到电路中，按照(a)图时，电流表示数4.60mA，电压表示数2.50V；按照(b)图时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V，比较这两次结果，正确的是A电阻的真实值更接近543，且大于543B电阻的真实值更接近543，且小于543C电阻的真实值更接近460，且大于460D电阻的真实值更接近460，且小于460例2用伏安法测电阻，可接成如图所示的两个电路当用(a)图的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为5V、0.6A；用(b)图的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为4.6V、0.8A.电源两端的电压不变，则被测电阻的准确值为（ ）二、滑动变阻器的限流与分压1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点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.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EULEILEIL分压接法0ULE0ILE（IL+Iap）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RL的电流IL=，当R0RL时IL主要取决于R0的变化，当R0RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0R0Rap,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，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.（3）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（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RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.（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，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.例题一有一电阻RX，其阻值约为40 50 ，需进一步测定其阻值，现有以下器材：电池组(E=9V,r=0.5) 电压表(量程0 10V，RV约20K)电流表(量程0 50mA，RA约20） 电流表(量程0 300mA，RA约4） 滑动变阻器R1(最大值100，额定电流1A)滑动变阻器R2(最大值1700，额定0.3A)开关S和导线若干 两个电路中选哪一个？安培表和变阻器选哪一个？ 第一步-电流表接法有一电阻RX，其阻值约为40 50 ，需进一步测定其阻值，现有以下器材：电压表(量程0 10V，RV约20K)电流表(量程0 50mA，RA约20） 电流表(量程0 300mA，RA约4） (1)当RXRA或RX RARV时，选择安培表内接(2)当RXRV或RX RARV时，选择安培表外接因为RXRARV所以选安培表外接第二步-选哪个安培表？方法：利用电路最大电流判断选择忽略伏特表的分流作用和电池的内阻，RX取45，调R为零时电路电流最大。电阻RX，其阻值约为40 50 ，需进一步测定其阻值，现有以下器材：电压表V(量程0 10V，RV约20K)电流表A1(量程0 50mA，RA约20） 电流表A2(量程0 300mA，RA约4） 若选电流表A1,则Imax=9/(45+20)=0.14A则不能选A1-不安全。若选电流表A2,则Imax=9/(45+4)=0.18A选A2的理由-Imax小于A2的量程。 Imax超过A2量程的一半第三步-选哪个变阻器？ 有一电阻RX，其阻值约为40 50 ，需进一步测定其阻值，现有以下器材：滑动变阻器R1(最大值100，额定电流1A)滑动变阻器R2(最大值1700，额定0.3A)方法：限流电路-相距甚近变阻器R1与待测电阻阻值相近，故选之选择理由-(1)小于其额定电流(2)方便调节，能有效控制电路。例题二要用伏安法测定一阻值约为25k左右的电阻的准确值，现有以下器材：直流电源U(E=15V,额定电流I1A) 电流表A1(量程0 100A，内阻RA=2k） 电流表A2(量程0 500A，内阻RA=0.3k）电压表V1(量程0 10V，内阻RV=100K)电压表V2(量程0 50V，内阻RV=500K)变阻器R（量程0 1K，额定功率1W）电键K和导线（符合实验要求）为使测量尽可能准确，则（1）测量电路应选择接法。(内、外接法)（2）变阻器应选择接法。(限流、分压)（3）电流表应选用，伏特表应选用 .（4）画出电路图，并连接实物图。第一步-选择变阻器接法要用伏安法测定一阻值约为25k左右的电阻的准确值，现有以下器材：直流电源U(E=15V,额定电流I1A) 电流表A1(量程0 100A，内阻RA=2k） 电流表A2(量程0 500A，内阻RA=0.3k）变阻器R（量程0 1K，额定功率1W）方法：限流接法相距近，分压接法相距远因RXR，限流电路不能有效控制电路，电流变化小,因此，选用变阻器分压接法。第二步-选择伏特表要用伏安法测定一阻值约为25k左右的电阻的准确值，现有以下器材：直流电源U(E=15V,额定电流I1A) 电压表V1(量程0 10V，内阻RV=100K)电压表V2(量程0 50V，内阻RV=500K)方法保证表的安全。-读数范围尽可能大于1/2量程。(1) V1、V2量程与电源比较E比较，确定选V2 ,但读数范围小于1/2量程-读数范围小,误差大,不选。(2) V1量程与电源比较E比较，小于E,但变阻器采用了分压接法,可以控制V1示数不超过表的量程。第三步-选择安培表要用伏安法测定一阻值约为25k左右的电阻的准确值，现有以下器材：直流电源U(E=15V,额定电流I1A) 电流表A1(量程0 100A，内阻RA=2k） 电流表A2(量程0 500A，内阻RA=0.3k）电压表V1(量程0 10V，内阻RV=100K)方法:估算最大电流或最小电流不超过表的量程最大电流Imax=10/RX=400A，超过A1表的量程，故选电流表A2 。第四步-选择内、外接法要用伏安法测定一阻值约为25k左右的电阻的准确值，现有以下器材：电流表A2(量程0 500A，内阻RA=0.3k）电压表V1(量程0 10V，内阻RV=100K)方法：(1)当RXRA或RX RARV时，选择安培表内接(2)当RXRV或RX RARV时，选择安培表外接经比较RXRARV，则选用安培表内接。第五步-综合画电路图变阻器R分压接法电流表A2 内接法电压表选V1表画电路图的方法:1、先画主电路2、再连辅电路3、后连电压表4、代号不忘标例题分析：用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx（阻值约5 ,额定功率为1 W）；电流表A1（量程00.6 A,内阻0.2 ）;电流表A2（量程03 A，内阻0.05 ）;电压表V1（量程03 V，内阻3 k）;电压表V2（量程015 V，内阻15 k）;滑动变阻器R0（050 ）,蓄电池（电动势为6 V）、开关、导线.为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选_，并画出实验电路图.命题意图：考查正确选择实验仪器及据实验原理设计合理电路的实验能力.B级要求. 错解分析：没能据安全性、准确性原则选择A1和V1，忽视了节能、方便的原则，采用了变阻器的分压接法.解题方法与技巧：由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=2.2 V,I=0.45 A.则电流表应选A1，电压表应选V1.又因=24.5 Rx，则电流表必须外接.因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，图12-2若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为Imin=0.11 AI额，故可用限流