控制电路--滑动变阻器分压式.限流式接法选取 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. (1)电路的对比 负载RL上电压调节范围 负载RL上电流调节范围 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法 E≤UL≤E ≤IL≤ EIL 分压接法 0≤UL≤E 0≤IL≤ E(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 (2)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 Ⅰ.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. Ⅱ.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时.必须采用分压接法.因为按图(b)连接时.因RL>>R0>Rap.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UL∝Rap.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. Ⅲ.若采用限流接法.电路中实际电压的最小值仍超过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 Ⅰ.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. Ⅱ.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. Ⅲ.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. 特别提醒 利用伏安法测电阻.无论采用电流表的内接还是外接都会产生误差.这是由于实验原理的不完善带来的.属于系统误差.测量大电阻时.用电流表的内接.测量的误差相对小一些,而测量小电阻时.用电流表的外接.测量的误差相对小一些. [例2] 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 Ω.额定功率为1 W),电流表A1(量程0~0.6 A.内阻0.2 Ω),电流表A2(量程0~3 A.内阻0.05 Ω),电压表V1,电压表V2(量程0~15 V.内阻15 kΩ),滑动变阻器R0.蓄电池.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. [解析]: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 Ω>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.若用限流接法.则被测电阻Rx上的最小电流为Imin==0.11 A<I额.故可用限流电路.电路如图所示. [规律总结] 1.器材选用与电路选择应注意从两个方面去考虑:一是分析待测电路.二是分析控制电路. 2.在“伏安法测电阻 的实验中.一般选用总阻值较小的滑动变阻器.可方便调节. ①在滑动变阻器作限流作用时.为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围.又能使电流变化均匀.选择变阻器时.应使其总电阻R0大于RX.一般在2-5倍为好. ②在滑动变阻器作为分压作用时.一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX-0.5RX之间为好. [例题3] 某电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间.现要测量其内阻.可选用的器材如下: A.待测电流表A1, B.电压表V1 C.电压表V2, D.滑动变阻器R1 E.定值电阻R2 F.电源E G.电键S及导线若干 (1)电压表应选用 , (2)画出实验电路图, (3)如测得电压表的读数为V.电流表的读数为I.则电流表A1内阻的表达式为:RA = . [解析] 本题利用电压表指电压.电流表指电流的功能.根据欧姆定律R=计算电流表的内阻.由于电源电动势为4V. 在量程为15V的电压表中有的刻度没有利用.测量误差较大.因而不能选,量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势.但可在电路中接入滑动变阻器进行保护.故选用电压表V1.由于电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间.量程为0.6A .电流表上允许通过的最大电压为0.12V.因而伏特表不能并联在电流表的两端.必须将一个阻值为5Ω的定值电阻R2与电流表串联再接到伏特表上.才满足要求.滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求.但考虑限流的连接方式节能些.因而滑动变阻器采用限流的连接方式 .故本题电压表选用V1,设计电路图如图1所示,电流表A1内阻的表达式为: RA =-R2. [规律总结] 电流表内阻的测量和一般电阻的测量一样.所不同的就是电流表可提供通过自身的电流值作为已知条件. 考点三 实验方案的设计 根据实验目的.控制实验条件.能灵活地运用已学过的物理原理.实验方法和实验仪器去处理问题.设计实验方案.也是高考实验题的主要试题. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)在科学探究活动中,对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节.下面表格中记录的是物体作直线运动中测得的位移x和对应时刻t的数据.
时刻t/s 0 0.89 1.24 1.52 1.76 1.97
位移x/m 0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25
T2/s2 0 0.79 1.54 2.31 3.10 3.88
将上表中时刻与位移数据对比分析,发现位移成倍增加但所甩时间不是成倍增加的,即x与t不是正比关系,于是他猜想x与t2可能是正比关系.为验证他猜想的正确性,请在坐标纸(图一)上作出x-t2图线;如果他的猜想正确,请由图线求出x与t2间的关系式,并写在横线上:
0.32t2
0.32t2
《斜率取2位有效数字》
(2)某课外兴趣小组在研究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中使用了如下实验装置(图二):
①该小组同学实验时在安装正确,操作规范的前提下(已平衡摩擦力),用钩码的重力表示小车受到的合外力,为减小由此带来的系统误差,钩码的质量和小车的总质量之间需满足的条件是:
钩码的质量远小于小车的总质量
钩码的质量远小于小车的总质量

②实验时,小车由静止开始释放,已知释放时钩码底端离地高度为H,现测出的物理量还有:小车由静止开始起发生的位移s(s<H)、小车发生位移s时的速度大小v,钩码的质量m,小车的总质量M,设重力加速度为g,则实际测量出的恒力的功mgs将
大于
大于
(选填“大于”、“小于”或“等于”) 小车动能的
变化;若用该实验装置验证系统机械能守恒定律,即需验证关系式
mgs=
1
2
(m+M)v2
mgs=
1
2
(m+M)v2

成立;

(3)要测量电压表V1的内阻r.现有如下器材:
A.待测电压表V1(量程3V,内阻约几千欧)    B.电压表V2(量程15V,内阻约30kΩ)
C.定值电阻R(3.0kΩ)                      D.滑动变阻器R1(O~10Ω)
E.直流电源E(约9V,内阻约2Ω)           F.开关S及导线若干.
①因为所给V1、V2、R都很大,即使它们并联所得电阻也很大,故最大值为10Ω的滑动变阻器在电路中必须使用
分压
分压
接法(“分压”或“限流”)才能对电路起到控制作用;
②待测电压表V1两端的电压值可以由V1的示数直接读出,通过V1的电流因缺少电流表而不能直接测量,但可以借助题中给出的定值电阻R、电压表V2间接的测出.为了测出通过V1的电流,甲、乙、丙三位同学分别设计了
三种电路(如图三),其中合理的是
同学设计的电路.
③在图三方框内画出测量电压表V1的内阻r的完整的实验电路图.

查看答案和解析>>


同步练习册答案