分压式与限流式接法

1 分压式与限流式接法 近几年的高考物理实验题中 多次重复考查滑动变阻器的两种 接法 分压式与限流式 虽多次重复考查 但仍有不少学生出 错 为什么会出现这一现象 主要原因是学生没有掌握两种连接方 式的特点及其作用 遇到具体问题时不知道该选用哪种连接形 式 笔者通过比较限流电路和分压电路的特点 希望与同仁探讨如 何选择电路连接方式 一 限流电路 图 1 设电源电动势为 内阻不计 滑动变阻器的最大电阻为 负载电阻为 如图 1 所示 电路中滑动变阻器起限流作用 负 载 的电压 可以从 到 范围做变化 限 流电路对通过负载 上电流强度的控制情况怎样呢 根据欧姆定律 当 时 主要取决 于 调节 的大小可使 有明显的变化 当 时 主 要取决于 特别是当 时 无论怎样改变 的大小 也不会使 有明显的变化 可见 只有在 或者相差不 2 多 的情况下 改变滑动变阻器触头 的位置 才会使 有明显 的变化 其变化范围为 从而起到对 的控制作用 二 分压电路 图 2 如图 2 所示电路中滑动变阻器起分压作用 滑片 自 端向 端滑动 负载 上的电压变化范围为 0 显然 滑动变阻器被 当作分压器使用时 调节负载上电压的范围比限流时调节范围 大 分压电路对通过负载 上电流强度的控制情况又怎样呢 不管 的大小如何 调节滑动触头 的位置 都可以使 由零变化到 即 有明显的变化 三 如何选择连接方式 在负载电流要求相同的情况下 限流电路中干路电流比分压电 路中干路电流更小 所以限流电路中消耗的总功率小 电源消耗电 能就小 这说明限流电路有其突出的节能优点 因此 从减少电能 损耗的角度考虑 通常滑动变阻器应选用限流接法 但在下列三种 情况下 必须选择分压器连接方式 一 当用电器的电阻远大于滑动变阻器的最大电阻 且实验 3 要求的电压变化范围较大 或要求测量多组实验数据 时 必须选 用分压电路 例例 1 1 1997 年全国高考题 某电压表的内阻在 20 50 之间 现要测量其内阻 实验室提供下列可选用的 器材 待测电压表 量程 3 电流表 量程 200 电流表 量程 5 电流表 量程 0 6 滑动变 阻器 最大阻值 1 电源 4 开关 导线若干 1 所提供的电流表中 应选用 填写字母代号 2 为了尽量减小误差 要求测多组数据 试画出符合要求 的电路图 分析分析 1 电路中的最大电流值 0 2 应将 20 代入 故电流表 应选 图 3 2 由于滑动变阻器的阻值 远远小于电压表的内阻 且 要求测多组数据 故采用变阻器的分压连接方式 实验电路图如图 3 所示 若变阻器连接成限流电路 由于 实验测量的 几乎不随 的变化而改变 很难测出几组明显不同的值 4 更谈不上尽量减小误差 二 若采用限流电路 而且电路中的最小电流仍超过用电器 的额定电流时 必须选用分压电路 例例 2 2 1994 年全国高考题 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 的规格和实验要求画出实验电路图 分析分析 若滑动变阻器采用限流式连接 即使变阻器调到最大 阻值 通过电路的电流 24 10 仍大于直流电流表的最大量程 故滑动变阻器应采用分压式连接 又因为 500 故采用电流表外接法 实 验电路如图 4 所示 三 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 必须选用分压电路 例例 3 3 1993 年全国高考题 将量程为 100 的电流表改装 成量程为 1 的电流表 并用一标准电流表与改装后的电流表串 联 对它进行校准 核对 较准时要求通过电流表的电流能从零 连续调到 1 试按实验要求画出电路图 5 图 4图 5 分析分析 较准时要求通过电流表的电流能从零连续调到 1 则实验电路只能选择分压电路 否则电流表读数不能从零连续可调 电路如图 5 所示 例例 4 4 1991 年上海高考题 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 1 画出实验电路图 2 灯泡两端电压可调节的范围是多少 分析分析 1 要求电灯两端电压的调节范围尽可能大 只有将 滑动变阻器连接成分压电路 电灯两端的电压才能从零开始有较大 的调节范围 若采用限流接法 电灯两端电压的最小值大于零 电 压调节范围较小 实验电路如图 6 所示 图 6 6 2 当滑片 滑到滑动变阻器的 端