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2026届新高考物理冲刺热点复习

电流表内外接和滑动变阻器分压限流接目录滑动变阻器分压和限流电流表内外接例题分析一、分压和限流1.分压和限流连接对比

限流式接法分压式接法对比说明电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围(不计电源内阻)≤U≤E0≤U≤E分压电路调节范围大闭合S前滑片位置b端a端都是为了保护电路元件2.接法选择(1)滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从零开始变化,通常情况下,由于限流式接法结构简单、耗能少,优先使用限流式接法。(2)必须接成分压电路的几种情况:①要求电压表能从零开始读数,要求电压(电流)测量范围尽可能大;②当待测电阻Rx≫R(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用);③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。二、电流表内外接电流表和电压表均由表头改装而来,均有内阻。电流表内阻较小,实验室常用的电流表内阻大约为0.1Ω数量级,电压表内阻在104Ω数量级。电流表内接和外接

甲:内接乙:外接内接和外接的测量电阻表达式内接时,电压表示数U=Ux+UA.故,U/I=Ux/I+UA/I=Rx+RA.即R内测=Rx+RA>RX外接时,IA=Ix+IV.Rx与RV并联,电压相等.IA/U=Ix/U+IV/U.故R外测=Rx·RV/(Rx+RV)<RX内外接判断公式:比较RX²与RVRA大小关系若知道电流表、电压表和待测电阻粗略值,

RV/Rx>Rx/RA或RX²<RVRA,电流表外接

物理解释:RV/Rx>Rx/RA,理解为电压表内阻很大或者电流表内阻不是很小。采用外接法,电压测量无误差,虽然电流测量有误差,但电压表的电流很小,电流测量误差很小,电阻测量误差很小。若采用内接法,电流表分压较大,电压测量误差较大.RV/Rx<Rx/RA,电流表内接

物理解释:

RV/Rx<Rx/RA,理解为电流表内阻很小。采用内接法,电流测量无误差,虽然电压测量有误差,但电流表的电压很小,电压测量误差很小,电阻测量误差很小。判断公式的推导

R内测=Rx+RA

相对误差δ内=RA/RxR外测=Rx·RV/(Rx+RV)δ外=(Rx-R外测)

/Rx=Rx/(RV+Rx)若δ内<δ外,采用内接法.RV/Rx<Rx/(RV+Rx),化简为Rx²-RARx-RARV>0解为

利用近似条件,RA<<RV,RA²相对于4RARV忽略不计,分母上的RA忽略不计,得到,或者变形为RV/Rx<Rx/RA例题1某实验小组测未知电阻R时,先用多用电表进行粗测,测得大约为12Ω.再采用“伏安法”较准确地测量.现有器材如下:A.蓄电池E(电动势为6V,内阻约为0.05Ω)B.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为1.0Ω)C.电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.1Ω)D.电压表V(量程0~6V,内阻约为6kΩ)E.滑动变阻器R1(最大阻值为2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)F.滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流2A)G.开关一个、带夹子的导线若干①为使测量准确且通过R的电流能从0开始变化,上述器材中,应该选用的电流表是

,滑动变阻器是

(填写选项前字母代号);

②根据所选用的实验器材,在虚线框中画出“伏安法”测电阻的完整电路图。分析:电动势为6V,电流最大约为I=6/12=0.5A电流表选A1,选B;

电流从零开始变化,滑动变阻器采用分压式,总阻值太大不方便调节,应选用较小的R2,选F;

Rx/RA1=12/1=12.

RV/Rx=6000/12=500,故电流表采用外接法。完整电路图如图所示。已知电表内阻精确值消除系统误差

电表内阻未知,无论采用哪种接法都有系统误差,只是相对误差大小不同。若题目中告诉电流表内阻准确值,可选择电流表内接法。

R测=U/I=Rx+RA.

待测电阻阻值为Rx

=

U/I-RA,消除电流表分压带来的系统误差.例题2请同学设计一个测量电阻的电路,待测电阻Rx阻值约为15Ω。要求用U-I图像来处理数据,滑动变阻器可在较大范围内调节。可供选择的器材如下:A.电流表A1,量程100mA,内阻rA1=12Ω;B.电流表A2,量程2mA,内阻rA2=200Ω;C.电压表V1,量程10V,内阻rV1≈15kΩ;D.电压表V2,量程3V,内阻rV2≈10kΩ;E.保护电阻R0约20Ω;F.滑动变阻器R,最大阻值10Ω,额定电流为1A;G.电池组,电动势12V,内阻很小;H.开关及导线若干。(1)电流表应选

,电压表应选

(填器材前面的字母序号)。

(2)设计电路时,电流表应采用

(选填“内接”或“外接”)法,滑动变阻器应采用

(选填“分压”或“限流”)接法。根据所设计的实验电路,用笔画线代替导线连接实物图。(3)若在所测量数据中选一组数据U、I

及已知量计算R,则其表达式

为Rx=

(用所给字母表示)。

AD内接分压U/I-rA1分析:(1)若选A2,满偏时UV=IARx=0.002×15V=0.03V,远小于给出电压表的量程,故选A,在电流表A1达到满偏时,电压表示数约为2.7V,电压表选择D,也接近满偏,这样读数引起的误差较小。(2)因电流表内阻已知,用电流表内接法时,不会因电路设计引起系统误差,故电流表应采用内接法;因为题中要求画U-I图像处理数据,需要测量大量数据,而且滑动变阻器阻值较小,故滑动变阻器应采用分压接法。又因电动势为12V,而电压表最大示数约为2.7V,如果不做任何处理而直接用分压接法,滑动变阻器滑片只能在约范围内滑动,不便于调节,又因滑动变阻器额定电流为1A,若不做处理,会损坏器材。因此将保护电阻R0串联在供电电路的干路上,由于R0的分压,滑动变阻器的滑片可大范围滑动,且不损坏器材。实物图如图所示。(3)由伏安法知Rx+rA1=U/I,得Rx=U/I-rA1。例题3(2025湖南卷改编)车辆运输中若存在超载现象,将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥,可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。(1)选择一块均匀的长方体导电水泥块样品,用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“×1k”挡,正确操作后,指针位置如图1所示,则读数为__________。8000Ω(2)进一步提高实验精度,使用伏安法测量水泥

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