內(nèi)外接法限流分壓式的選擇

關(guān)于內(nèi)外接法限流分壓式的選擇第一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日用電壓表測(cè)被測(cè)量電阻兩端的電壓用電流表測(cè)流過(guò)被測(cè)量電阻電流一、伏安法測(cè)電阻內(nèi)外接法的選擇“同一性”“同時(shí)性”電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)第二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日由于電流表分壓引起的。誤差產(chǎn)生的原因:若>>時(shí)，采用電流表內(nèi)接法由于電壓表分流引起的。誤差產(chǎn)生的原因：內(nèi)接法RXVA··RXAV··外接法若>>時(shí)，采用電流表外接法。R測(cè)＞R真R測(cè)＜R真第三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1、采用電流表內(nèi)接法的條件：Rx>>RA采用電流表外接法的條件：Rv>>Rx電流表內(nèi)、外接判斷方法用試觸法進(jìn)行判斷當(dāng)（即)時(shí)用內(nèi)接法2、當(dāng)不滿足Rx>>RA和Rv>>Rx關(guān)系時(shí)當(dāng)（即)時(shí)用外接法當(dāng)時(shí)，用內(nèi)、外接法均可3、當(dāng)Rx、RA、Rv的阻值未知時(shí)第四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日試觸法b.選擇方法：將電壓表分別接a、b兩點(diǎn)結(jié)論：兩次接觸，那個(gè)表示數(shù)變化明顯,Rx就與那個(gè)表“近接”a.條件：未給出RX的估計(jì)阻值RXVA··Pab如果電流表示數(shù)有顯著變化，說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng)，不滿足RX<<RV,不適應(yīng)用電流表的外接法．應(yīng)用電流表的內(nèi)接法．安培表和伏特表示數(shù)變化顯著（明顯）的標(biāo)志是它們的示數(shù)的變化量（絕對(duì)誤差）占原來(lái)值的百分比大．（相對(duì)誤差）從另一個(gè)角度來(lái)看，電壓表的示數(shù)沒(méi)有顯著變化，說(shuō)明電流表的分壓作用很弱，滿足RX>>RA,應(yīng)選用內(nèi)接法．P應(yīng)接在b處。第五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差來(lái)源測(cè)量結(jié)果適用條件實(shí)驗(yàn)電路（電流表內(nèi)外接法）選擇的依據(jù)R測(cè)＝U/I＞Rx偏大R測(cè)＝U/I＜Rx偏小電流表的分壓電壓表的分流第六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1）、限流式：2）、分壓式：AVRXRLAVRLRX二、滑動(dòng)變阻器的兩種接法優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，省電不足：電壓不能從零開始優(yōu)點(diǎn)：電壓能從零開始不足：電路復(fù)雜，費(fèi)電電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)第七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍(1)限流電路在合上開關(guān)以前，一定要使滑動(dòng)變阻器所使用的阻值最大．RXPabERr=0如果題目沒(méi)有要求待測(cè)電阻兩端的電壓從零開始連續(xù)可調(diào)，也沒(méi)有要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，而且滑動(dòng)變阻器的阻值比待測(cè)電阻的阻值大，并且在滑動(dòng)變阻器連成限流電路時(shí)能保證電表和待測(cè)電阻正常工作，這時(shí)應(yīng)從節(jié)省電能（）和電路簡(jiǎn)單考慮，選用限流電路。第八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日(2)分壓電路RXPabERr=0負(fù)載RX的電壓調(diào)節(jié)范圍0---E

在合上開關(guān)以前，一定要使滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的初始位置置于a端．以使負(fù)載上的電壓和電流最?。ň鶠榱悖┮鬁y(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，需要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)；要求待測(cè)電阻兩端電壓變化范圍較大；或要求從零開始連讀可調(diào)，應(yīng)選分壓電路。如果滑動(dòng)變阻器的全阻值比待測(cè)電阻的阻值小得多，為了能使待測(cè)電阻兩端電壓有較大變化，應(yīng)選分壓電路。如果采用限流電路時(shí)，電路中最小電流等于或大于待測(cè)電阻的額定電流或電流表的量程，應(yīng)選分壓電路第九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日比較項(xiàng)目限流式接法分壓式接法電路電壓調(diào)節(jié)的范圍電流調(diào)節(jié)的范圍電能損耗電路連接控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較：EIR電源負(fù)擔(dān)輕E（IR+Iap）電源負(fù)擔(dān)重簡(jiǎn)便復(fù)雜第十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日控制電路選擇方法及所應(yīng)電阻的選擇

①限流接法

（通常情況）

電流、電壓能達(dá)到要求的調(diào)節(jié)范圍；不超過(guò)測(cè)量?jī)x表的量程，不超過(guò)各元件允許的最大電流?？梢?jiàn)滑動(dòng)變阻器的總阻值R越大，電阻RX兩端電壓的變化范圍越大。變阻器總阻值R是Rx的2--5倍時(shí)，限流接法對(duì)電流、電壓控制作用顯著，這樣既便于調(diào)節(jié),用電器兩端電壓變化范圍又比較大.第十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日控制電路選擇方法及所應(yīng)電阻的選擇②分壓接法：

（三種特殊條件

）

a、要求某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)可調(diào)。b、采用限流接法時(shí)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電路中的電流（電壓）都會(huì)超過(guò)電表量程或元件允許的最大電流。c、用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻，不利于測(cè)量獲得多組數(shù)據(jù)?；瑒?dòng)變阻器的總阻值R越小，越便于調(diào)節(jié)用電器兩端電壓．一般選用滑動(dòng)變阻器的全電阻小于用電器的電阻,在0.1—0.5倍之間為好。第十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日例1.用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻R，試把圖中給出的器材連接成測(cè)量R的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A，內(nèi)阻接近1Ω，伏特表的量程為3V，內(nèi)阻為5KΩ;電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，變阻器的阻值為0—20Ω。在閉合電鍵前，變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。解：金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-RXAV··++第十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日例2：有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1(0----100μA,2kΩ)電流表A2(0----500μA,300Ω)電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）直流穩(wěn)壓電源E（15V，1A）滑動(dòng)變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導(dǎo)線．試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，選取適當(dāng)?shù)碾娐罚箿y(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。解：（1）電壓表、電流表的選擇由于滑動(dòng)變阻器的電阻明顯小于待測(cè)電阻，因此滑動(dòng)變阻器必須用分壓器接法。若電壓表選V2（50V），因?yàn)殡娫措妷?5V不足其量程的1/3，所以電壓表應(yīng)選V1（10V）。第十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日+－（2）電流表內(nèi)接法和外接法的選擇實(shí)驗(yàn)電路圖E=15V25KΩ1KΩ

RXA2V1因?yàn)镽X=25KΩ＞＞RA=300Ω，所以采用電流表內(nèi)接法由于用分壓器接法時(shí)，電阻RX中的最大電流為Imax=10V/25KΩ=0.4mA=400μA所以電流表選A2（500μA）第十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日A1

例3．某電壓表的內(nèi)阻在20～50kΩ之間,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材:待測(cè)電壓表V(量程3V)電流表A1(量程200μA)電流表A2(量程5mA)電流表A3(量程0.6A)滑動(dòng)變阻器R(最大阻1KΩ)電源ε(電動(dòng)勢(shì)4V)電鍵K.(1)所提供的電流表中,應(yīng)選用_______(填寫字母代號(hào)).(2)為了盡量減小誤差,要求測(cè)多組數(shù)據(jù).試在方框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖．VA1．．解析：由于滑動(dòng)變阻器用分壓接法時(shí)，伏特表兩端電壓變化范圍較大，可以多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng)變阻器用分壓接法．由于電壓表中通過(guò)的最大電流為Imax=3V/20KΩ=150μA，因此電流表應(yīng)選用A1．第十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日例4

（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）有以下可供選用的器材及導(dǎo)線若干條,要求使用個(gè)數(shù)最少的儀器盡可能精確地測(cè)量一個(gè)電流表的滿偏電流．A．被測(cè)電流表A1：滿偏電流約700～800，內(nèi)阻約100Ω，刻度均勻、總格數(shù)為NB．電流表A2：量程0.6A，內(nèi)阻0.1ΩC．電壓表V：量程3V，內(nèi)阻3kΩD．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值200ΩE．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值1kΩF．電源E：電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻1.5ΩG．開關(guān)一個(gè)（1）在自己的草稿本上畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在每個(gè)選用的儀器旁標(biāo)上題目所給的字母序號(hào)．

（2）測(cè)量過(guò)程中測(cè)出多組數(shù)據(jù),其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電流表A的指針偏轉(zhuǎn)了n格，可算出滿偏電流Ig=___________，式中除N、n外,其他字母符號(hào)代表的物理量是______________．第十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日例5有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約在40Ω～50Ω之間，現(xiàn)要進(jìn)一步測(cè)量其電阻，手邊現(xiàn)有器材如下：電源E（電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻為0.5Ω）；電壓表（0-3-15V，內(nèi)阻約為10kΩ）；電流表（0-0.6-3A，內(nèi)阻約為1Ω）；滑動(dòng)變阻器R1（阻值0-10Ω，額定電流2A）；滑動(dòng)變阻器R2（阻值0-1700Ω，額定電流0.3A）；電鍵K和導(dǎo)線若干.電壓表的量程應(yīng)選

，電流表的量程應(yīng)選

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（1）15V，3A，R1(2)分壓器接法，電流表外接法第十八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日【例題6】（2006年全國(guó)Ⅰ、Ⅲ）現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表的內(nèi)阻。給定的器材有：待測(cè)電壓表（量程2V，內(nèi)阻約4kΩ）；電流表（量程1.2mA，內(nèi)阻約500Ω）；直流電源E（電動(dòng)勢(shì)約2.4V，內(nèi)阻不計(jì)）；固定電阻3個(gè)：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；電鍵S及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過(guò)其量程的一半。⑴試從3個(gè)固定電阻中選用1個(gè)，與其它器材一起組成測(cè)量電路，并在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。）⑵電路接通后，若電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則電壓表內(nèi)阻RV=_________。VVA

【命題意圖】本題考查了電壓表內(nèi)阻的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)中真正的難點(diǎn)在于如何獲得電壓表中流過(guò)的電流大小，此時(shí)可以用電流表與定值電阻配合完成電流表的功能。原理還是部分電路的歐姆定律，關(guān)鍵是靈活的運(yùn)用。R1SEAV第十九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日A2A1．．．．．A2A1Rx．．．．．三、伏安法測(cè)電阻之發(fā)散思維2．“安安法”電流表的創(chuàng)新使用－－測(cè)電壓．條件：已知電流表A2的內(nèi)阻,將A2看成一個(gè)電壓表使用．1．“伏安法”測(cè)電壓表的電阻VA．．．電壓表（電流表）是一個(gè)能讀出其兩端電壓（通過(guò)其電流）的電阻．沒(méi)有系統(tǒng)誤差沒(méi)有系統(tǒng)誤差此電路能否測(cè)量出電流表的內(nèi)阻？根據(jù)并聯(lián)分流進(jìn)行測(cè)量沒(méi)有系統(tǒng)誤差電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)第二十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日V1v2．．．RxV2v1．．．．．3．“伏伏法”電壓表的創(chuàng)新使用－－測(cè)電流．條件：已知電壓表V2的內(nèi)阻,將V2看成一個(gè)電流表使用．沒(méi)有系統(tǒng)誤差存在系統(tǒng)誤差RxV2v1．．．．．R0V2v1．．．．．能否消除？根據(jù)串聯(lián)分壓進(jìn)行測(cè)量沒(méi)有系統(tǒng)誤差沒(méi)有系統(tǒng)誤差

【備考提示】在很多情況下，電壓表和電流表（已知內(nèi)阻）的功用可以互換。有時(shí)利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實(shí)際上就是部分電路歐姆定律的變形運(yùn)用。在處理時(shí)，一定要明確原理，靈活運(yùn)用。第二十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日替代比較法測(cè)電阻替代法測(cè)量電阻RxRA比較法測(cè)量電阻I1ARRxARRxI2∵I2R=I1Rx∴Rx=I2R/I1（不計(jì)電源內(nèi)阻）第二十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日四、電路設(shè)計(jì)、儀器選擇的原則⑴安全性原則要保證所用儀器的安全，電源最大允許通過(guò)的電流、電壓表和電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流、用電器的額定電壓電流等。選擇電源、電表和用電器時(shí)，保證其電流和電壓均不超過(guò)使用的量程。⑵精確性原則盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。選擇電表時(shí)，在保證電流和電壓均不超過(guò)使用量程的前提下，合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏度的2/3），電表達(dá)不到滿偏的1/3是不允許的。電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)第二十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日⑶便于操作原則：如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，當(dāng)其阻值大于用電器的阻值時(shí)用限流電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便；當(dāng)其阻值小于用電器的電阻時(shí)用分壓電路調(diào)節(jié)電路的電壓(電流)比較方便．⑷選擇的一般步驟①根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路；②找出唯一性的器材；③估算電路中電壓和電流的最大值或最小值，結(jié)合已知器材的規(guī)格選定電源、選定電壓表和電流表以及所用的量程；④根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求和待測(cè)電阻的阻值選擇滑動(dòng)變阻器.第二十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來(lái)測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。（1）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。（2）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算，r1，則所用的表達(dá)式為r1=_____________，式中各符號(hào)的意義是：_________________________________。器材（代號(hào)）規(guī)格電流表(A1)量程10mA，內(nèi)阻r1待測(cè)（約40?）電流表(A2)量程500μA，內(nèi)阻r2=750?電壓表(V)量程10V，內(nèi)阻r3=10k?電阻(R1)阻值約100?，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器(R2)總電阻約50?

電池(E)電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小電鍵(K)導(dǎo)線若干2000年高考第二十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)并聯(lián)電路兩端電壓相等，將兩電流表并聯(lián)，如