分壓限流內(nèi)接外接法總結(jié)含答案全解

1、關(guān)于電路的連接問題教一、怎樣選擇內(nèi)接法與外接法很多同學(xué)在學(xué)了伏安法測電阻后，分不清什么時候采用內(nèi)接法，什么時候采用外接法， 僅是知道測大電阻用內(nèi)阻法， 測小電阻用外接法，但在測量既不是很大也不是很小的電阻時， 就不清楚采用哪種接法才能使測量的誤差最小。下面就來談?wù)勗诜卜y電阻時內(nèi)接法與外接法的選擇。一. 誤差的產(chǎn)生原因伏安法測電阻是根據(jù)部分電路歐姆定律來進行測量的。它的測量值和真實值應(yīng)該是：，即使是測量十分準確的電壓表和電流表，由于電壓表和電流表都有內(nèi)阻，導(dǎo)致了電阻的測量值和真實值存在誤差。當(dāng)選用外接法（a）時，電壓表與電阻并聯(lián)，電壓表的讀數(shù)就是電阻兩端的電壓，但電流表測量的是通過電阻和電壓

2、表的總電流，因此測量值要小于真實值， 實際上測量的電阻值是電壓表內(nèi)電阻和電阻并聯(lián)的阻值。如果電阻的值遠小于電壓表的內(nèi)阻，電壓表分去的電流很小，這時電流表測量的電流就接近于通過電阻的電流，所以外接法適合于測小電阻。當(dāng)選用內(nèi)接法（b）時，電流表與電阻串聯(lián)，電流表的讀數(shù)就是電阻的電流值，但電壓 表測的是電阻和電流表的總電壓，所以測量值大于真實值，實際上測量的電阻值是電阻與電流表內(nèi)電阻串聯(lián)的總電阻值。如果電阻的值遠大于電流表的內(nèi)阻，電流表分去的電壓很小，這時電壓表測量的電壓就接近于電阻兩端的電壓，所以內(nèi)接法適合于測大電阻。二. 系統(tǒng)的相對誤差由于外接法（a）測量的實際上是電阻和電壓表并聯(lián)的電阻，所以：

3、相對誤差內(nèi)接法（b）測量的實際是電阻與電流表的串聯(lián)電阻，所以:相對誤差當(dāng)內(nèi)、外接法相對誤差相等時， 有，所以，（）為臨界值。當(dāng)（即為大電阻）時用內(nèi)接法，當(dāng)（即為小電阻）時用外接法，這樣所測的值誤差相對較小。當(dāng)時，用內(nèi)、外接法均可。三. 利用試觸法確定內(nèi)、外接法當(dāng)大小都不知道時，可用試觸法確定內(nèi)、外接法。如下圖所示的電路，空出電壓表的一個接線頭，用該接線頭分別試觸M N兩點，觀察兩電表的示數(shù)變化情況，如果，說明電壓表內(nèi)阻帶來的影響大，即電阻跟電壓表的電阻相差較小， 屬于“大電阻”，應(yīng)采用內(nèi)接法，如果，說明電流表內(nèi)阻帶來的影響大，即電阻跟電流表的電阻相差較小，屬于“小電阻”應(yīng)采用外接法。四. 應(yīng)用

4、舉例例：有一未知的電阻，為較準確的測出其阻值，先后用如圖3（a）、（ b）兩種電路進行測試，利用（a）測的數(shù)據(jù)為“ 2.7V、5.0mA”，利用（b）測的數(shù)據(jù)為“ 2.8V、4.0mA”，那 么，該電阻測的較準確的數(shù)值及它比真實值偏大或偏小的情況是（）A.C.，偏大;，偏小;B.D.，偏小;，偏大。解析:比較（a）、（b）兩圖的電壓讀數(shù)， 可知電壓變化電流的變化，可見，即電流變化明顯一些，可見電壓表內(nèi)是一個大電阻，故應(yīng)采取電阻帶來的影響比電流表內(nèi)阻帶來的影響大，即說明所測電阻流表內(nèi)接法，即（b）圖測量的較準確, 正確。，此種解法測量值偏大，故D【測電阻的內(nèi)接法和外接法有何區(qū)別】測電阻時電流在內(nèi)

5、接與外接是有區(qū)別的，我們可以畫出其電路圖，如圖甲、乙所示。它們各自特點如下：（1 ）電流表內(nèi)接法： 電路：如圖甲所示。結(jié)果：測量值偏大，即（2）電流表外接法電路：如圖乙所示。結(jié)果：測量值最小，即R測R,為什么會出現(xiàn)偏差呢?在圖中電流表內(nèi)接法中，電流表示數(shù)與R中電流相等，但電流表自身有電阻，Ram 0,即電流表兩端有電壓 UA= IRA,電壓表示數(shù)為 R兩端電壓和電流表兩端電壓之和，使電壓表 讀數(shù)大于R兩端實際電壓，由 R測=U求得的電阻值偏大。那電流表的外接法呢?在圖乙電流表的外接法中，電壓表示數(shù)為 R兩端電壓，但電流表示數(shù)為通過 R的電流 Ir與通過電壓表的電流Iv之和，即I= Ir+ Iv

6、,計算時用的是I,實際上應(yīng)為Ir, IIr,由只測= 知，U較準確而I偏大，故R測偏小即R測R。、限流電路和分壓電路滑動變阻器是中學(xué)電學(xué)實驗中常用的儀器，它在電路中的接法有分壓和限流兩種，近幾年高考電學(xué)設(shè)計性實驗命題對其應(yīng)用多次直接或滲透考查。教材對此又沒有理論的講解，又沒有實際的指導(dǎo)，學(xué)生感到無從下手，筆者從多年的教學(xué)經(jīng)驗，結(jié)合電路分析，對滑動變阻 器的這兩種接法使用作一點探討。一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析1滑動變阻器的分壓接法如圖1所示的電路中，滑動變阻器總電阻為Ro，輸入電壓為U0，負載電阻R兩端的電壓U隨變阻器調(diào)節(jié)變化情況作如下的 討論：首先，不接負載R時，輸出端的電壓

7、U)R ap,可見,RoU與成正比，輸出電壓電線性的，如圖1 （b）中所示。換言之，觸頭 P在ab間移動時,左半部分分得的電壓是均勻變化的，電壓的變化范圍是0U。其次，當(dāng)滑動變阻器的 aP連接負載電阻R時，P點左邊電路的等效電阻減小，與P點右邊部分串聯(lián)而得的電壓將比原來減小，如圖1（ b 所示。再次，當(dāng)負載電阻 R很小，對于確定的 艮卩，左部分分得的電壓將更小，如圖如圖1（ b）所示?？梢缘贸鼋Y(jié)論：分壓接法要能通過連續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到平緩變化的電壓，負載阻值應(yīng)該較大。換言之，分壓接法滑動變阻器應(yīng)該選用阻值相對較小的。2 滑動變阻器的限流接法如圖2所示的電路輸入電壓為 U0,滑動變阻器總阻值為

8、 R0，滑動變阻器對負載 母電流的控制情況作如下的討論：首先，電路中的電流：I= U ，可見，I隨Rp的rp+R增大而減小，如圖（b）所示。當(dāng)Rap=0時，電路中的最大電流| m=R，R兩端的電壓最大 Umax=U）o當(dāng)Rap最大值 R0分別為負載電阻1、3、5倍時，電路中電流的最小值為號、Im6負載電阻R兩端的最小電壓 Umin為、由此可見，若滑動變阻器總電阻Rd較小，它對整個電路的電流控制能力就小，反之較大。但是，實際選擇滑動變阻器時，并不是Rd越大越好。Rd很大，其單位長度的阻值越大，觸頭P處a點稍作移動，整個電路總電阻迅速增大，通過電路的電流就很小， 要連續(xù)均勻地調(diào)節(jié)電流，負載 R兩端

9、的電壓，滑動變阻器只能在極小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所以操作很不方便。通過分析圖線，可以得出結(jié)論：限流式接法要能在調(diào)節(jié)過程中平緩控制電流（電壓），滑動變器阻值要稍大些。一般來說，約為待測電阻的3 10倍。二、分壓接法和限流接法的比較滑動變阻器接入電路后，它本身也要消耗電能，不同的接法造成的功率消耗是不一樣的。當(dāng)負載R通過相同的電流I R時，分壓電路接法中的總電流 1 = 1 R+laP；在限流接法電路中 的總電1 = 1 R。故分壓式接法時電路總電流大，電源的輸出功率（P=IUo）較大，也就是說電路消耗的額外功率大。結(jié)合上述分析滑動變阻器的分壓接法和限流接法對電壓、電流等的控制作用見下表:負載R上電壓U

10、調(diào)節(jié)范 圍負載R上電流調(diào)節(jié)范圍閉合電鍵前觸頭處位置相同條件下電路消耗的總功率分壓接法RR+R U0 ” UU0U0R+R W Ir RaU0I R限流接法0 10Q，因此G不可能用限流法，必須使用分壓式。答案：BCFG；電路圖如圖7所示，實物連接如圖 8 所示解法指也本題的關(guān)鍵是在“額定電壓下”較準確測量這一圖8要求使得變阻器 G無法使用限流式，一般來說，若待測電阻比滑動變阻器阻值大得多時，圖般采用分壓式。例3、（高考題）某電壓表的內(nèi)阻在20KQ-50 K Q之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)阻，實驗室提供下列可選用的器材:A、待測電壓表V （量程3V）; B、電流表：（量程-”）；C電流表丄（量程- -）;

11、D電流表（量程二；加）E、滑動變阻器R （最大阻值-）;F、電源廠（電動勢4V）;G、電鍵K。（1）所提供的電流表中，應(yīng)選用 。（2）為了盡量減小誤差，要求測多組數(shù)據(jù)。試畫出符合要求的實驗電路圖。l=U/R求得電壓表的內(nèi)阻。= 1.5x10=150且要求測多組數(shù)據(jù)，故變阻器分析：將電流表、電壓表串聯(lián)，只要讀出兩表讀數(shù)，即可用公式 通過電壓表的最大電流值故電流表應(yīng)選Ai。由于變阻器的阻值遠小于電壓表的內(nèi)阻, 用分壓式連接，如圖 3所示。例4、已知某電阻絲的電阻約為10Q，現(xiàn)有下列器材供測量該電阻絲的電阻時使用;A.量程為0.6A，內(nèi)阻是0.5Q的電流表。B.量程為3V,內(nèi)阻是6KQ的電壓表。C.

12、阻值是0-20Q，額定電流為2A的滑動變阻器。D.蓄電池（6V）。E.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。圖4要求：畫出用伏安法測上述電阻絲的電阻的電路圖，測量數(shù)據(jù)要盡量多。分析：若采用限流式接法，由于電阻絲阻值為10Q，在3V電壓（電壓表的量程）下工作，則流過它的最大電流為，改變滑動變阻器的阻值（020 Q）,電路中電流變化范圍約為:J -，電流取值范圍比較小，故采用分壓式接法比較好。電路圖如圖4所示。 采用限流接法時限制不住，電表總超量程，用電器總超額定值。在安全（I滑額夠大，儀表不超量程，用電器上的電流、電壓不超額定值，電源不過載）有效（調(diào)節(jié)范圍夠用）的前題下，若R用Ro,則只能采用分壓電路例6、用伏安

13、法測量一個定值電阻的器材規(guī)格如下：待測電阻Rx （約100 Q）；直流電流表（量程010 mA、內(nèi)阻50 Q）;直流電壓表（量程 03 V、內(nèi)阻5 kQ）;直流電源（輸出電壓4 V、內(nèi)阻不計）；滑動變阻器（015 Q、允許最大電流1 A）;開關(guān)1個，導(dǎo)線若干根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求畫出實驗電路圖用伏安法測量電阻有兩種連接方式，即電流表的內(nèi)接法和外接法，由于RV，故電流表應(yīng)采用外接法在控制電路中，若采用變阻器的限流接法，當(dāng)滑 亠+卄十,+“”口,-、,+、,、亠=,.S.動變阻器阻值調(diào)至最大，通過負載的電流最小，I min=24 mA 10 mA,此時電流仍超過電流表的量程，故滑動變阻器必須采用

14、分壓接法當(dāng)負載電阻的阻值 小于變阻器總電阻 R或相差不多時，若兩種電路都可以對負載的電 流和電壓有明顯的調(diào)節(jié)，或兩種電路都滿足實驗要求，且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起， 則多采用限流式接法，這樣的接法電源負擔(dān)輕，能耗小。例5.在一次實驗中需要較準確地測量某一個金屬絲的電阻，已知金屬絲的電阻，約為二-；電流表量程3A,內(nèi)電阻約 二八；電壓表量程3V,內(nèi)電阻約-黎-;電源電動勢6V; 滑動變阻器R的總電阻二額定電流、。試畫出測量金屬絲電阻的電路圖。分析：電源電動勢為1 ,流過金屬絲的電流約1= -A=2A5可采用限流接法，電路如圖 6所示。熱點題型精析題型一實驗儀器及電路的選擇圖2圖3【例1】(海

15、淀模擬)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下:器材規(guī)格器材規(guī)格小燈泡標有“ 3.8 V,0.3 A ”字樣滑動變阻器冃最大阻值10 Q,額定電流1.0 A電壓表V量程05 V，內(nèi)阻約5 k Q滑動變阻器R2最大阻值1 k Q,額定電流0.5 A電流表Al量程0100 mA，內(nèi)阻約4 Q直流電源E電動勢約為6 V , 內(nèi)阻約為0.5 Q電流表A 2量程0500 mA，內(nèi)阻約 0.4 Q導(dǎo)線、電鍵等(1) 在上述器材中，滑動變阻器應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選 (2) 在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路.利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I U坐標系中，描繪出了如圖3所

16、示的小燈泡的伏安特性曲線根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷出下圖中正確的是(圖中P為小燈泡功率)()ABC題型二伏安特性曲線的描繪及實驗結(jié)果的應(yīng)用【例2】 影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小. 某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們用該種導(dǎo)電材料制作成電阻較小的元件Z做實驗，測量元件 Z中的電流隨兩端電壓從零逐漸增大過程中的變化規(guī)律.(1) 他們應(yīng)選用下圖中所示的哪個電路進行實驗.()ABD(2) 由(1)實驗測得元件Z的電壓與電流的關(guān)系如下表所示根據(jù)表中數(shù)據(jù)請在圖4中作出元件Z的I U圖線.U/V00.

17、400.600.801.001.201.501.60I/A00.200.450.801.251.802.803.20根據(jù)Z的I- U圖線可判斷元件 Z是金屬材料還是半導(dǎo)體材料?圖4圖5把元件Z和電阻R接入如圖5所示的電路中，由實驗測得電阻 R的I U圖線如圖4所示已知電源的電動勢 E = 1.5 V，內(nèi)阻不計閉合電鍵 S,電路穩(wěn)定時，元件 Z消耗的電功率為W.針對訓(xùn)練(廣東34(2)在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中，所用器材有：小電珠(2.5 V , 0.6 W)，滑動變阻器，多用電表，電流表，學(xué)生電源，開關(guān)，導(dǎo)線若干.粗測小電珠的電阻，應(yīng)選擇多用電表倍率的電阻擋(請?zhí)顚憽癤 1”、“X

18、10”或“X 100”)；調(diào)零后，將表筆分別與小電珠的兩極連接，示數(shù)如圖6，結(jié)果為 Q.圖6E s實驗中使用多用電表測量電壓，請根據(jù)實驗原理圖Oa7完成實物圖8中的連線. 開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片由中點向端滑動. 下表為電壓等間隔變化測得的數(shù)據(jù)，P置于端，為使小電珠亮度增加， P應(yīng)為了獲得更準確的實驗圖象，必須在相鄰數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)點abcdefU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.0000.1220.1560.1850.2160.244間多測幾組數(shù)據(jù)（請?zhí)顚憽?ab”、“ be”、“ cd”、“ de”或“ ef”）.課時效果檢測 限時自測測速度亠塚規(guī)范、提寵力1

19、.（天津理綜3）為探究小燈泡 L的伏安特性，連好如圖 過移動變阻器的滑片， 使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大， 表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的UI圖象應(yīng)是（）9所示的電路后閉合開關(guān)，通 直到小燈泡正常發(fā)光， 由電流IC/V3,okrTT2.（浙江高考22 1 ）如圖10所示，在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請你在實物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接.“乙);3.（天津塘沽區(qū)模擬）表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡 U -1關(guān)系的實驗數(shù)據(jù):U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.01(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.20

20、50.215（1）分析表格內(nèi)實驗數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實驗電路圖是圖11中的（選填“甲”或&4*_*1 100 mA，故電流表應(yīng)選 A2.(2)因為要求小燈泡上的電壓從0開始增大，滑動變阻器應(yīng)選用分壓式接法； 而小燈泡正常工作時 R燈=學(xué)=3.80.313Q RV = 5 k Q故電流表應(yīng)選擇外接法，其實驗電路如圖所示.在I U圖象中，圖線斜率逐漸減小，小燈泡的R逐漸增大；由P=R知在P-U2圖7/A3.20 ：2.62.00 r1.40620 廊;0.80O 0.40 0,80 L20 1.60 t/V規(guī)范思維(1)在描繪伏安特性曲線時應(yīng)連成平滑的曲線，而不能是折線.如果這些點大致在一條直線上，

21、則應(yīng)描成一條直線，讓不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè).(2)從I-U圖線判斷元件的電阻變化，進而判斷材料性質(zhì).針對訓(xùn)練 X 17.5如解析圖所示a b ab解析小電珠(2.5 V, 0.6 W)對應(yīng)電阻為 R =2.52K6Q= 10.4R所以選“X 1 ”擋. 電流表的電阻也就幾歐，與電壓表幾千歐相比， 小電珠的電阻算小電阻， 所以電流表必須外接，伏安特性曲線要求電壓從0開始逐漸變大，所以滑動變阻器必須采用分壓接法. 從a端開始，電壓為零，向b端移動，對小電珠所加電壓逐漸變大. ab之間電流增加了 0.122 A，其他各段電流增加了 0.03 A左右.所以需要在 ab之間 將電流分為0.03

22、0 A、0.060 A、0.090 A,分別測出相應(yīng)的電壓值.【課時效果檢測】1. C 小燈泡中的電流逐漸增大時燈絲的溫度升高，其電阻率增大，導(dǎo)致電阻R增大只 有C選項對.2. 見解析解析 滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，如圖所示應(yīng)選用分壓式接法，故應(yīng)選用甲圖.(2)在方格紙上根據(jù) U I數(shù)據(jù)描點、連線，其 U I圖象如下圖所示隨 U和I的增大, 圖線上各點與坐標原點連線的斜率越來越大，故其電阻變大.(3) 因流過電阻R的電流是流過燈泡 L2電流的兩倍，則流過燈泡 Li的電流是流過燈泡 L2電流的3倍，而燈泡Li、L2兩端的電壓之和為 3 V，在(2)描出的U I圖象中，找出一個 電流I對應(yīng)的電壓U1，再找出3I對應(yīng)的電壓U2,直到 5 + U2= 3 V為止.最后得出結(jié)果，流過燈泡 Li的電流約為0.21 A.4. (1)A2 Vi Ri (2)電路圖如下圖所示元件(3)伏安特性曲線都是非線性的.小電珠的伏安特性曲線表明隨電流和電壓的增大電阻值增大，而該元件的伏安特性曲線表明隨電流和電壓的增大電阻值減小解析(i)從圖中所給的伏安特性曲線看出，最大電流不超過0.i4 A，大于電流表 Ai的量程，小于電流表 A2的量程，所以電流表選擇 A?.圖中的最大電壓不超過 Vi的量程，