分压限流内接外接法总结优秀培训使用含答案文档格式.docx

1、，偏小；C.D.，偏大。解析： 比较（a）、（ b）两图的电压读数， 可知电压变化 ， ，电流的变化 ， ，可见 ，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，即说明所测电阻 是一个大电阻，故应采取电流表内接法，即（ b）图测量的较准确， ，此种解法测量值偏大，故 D正确。【测电阻的内接法和外接法有何区别】测电阻时电流在内接与外接是有区别的，我们可以画出其电路图，如图甲、乙所示。它们各自特点如下：（ 1）电流表内接法： 电路：如图甲所示。结果：测量值偏大，即 R 测R。（ 2）电流表外接法电路：如图乙所示。测量值最小，即 R 测IR，由 R测知， U 较准确而 I 偏

2、大，故 R 测偏小即 R 测 二、限流电路和分压电路滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器， 它在电路中的接法有分压和限流两种， 近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。 教材对此又没有理论的讲解， 又没有实际的指导，学生感到无从下手，笔者从多年的教学经验，结合电路分析，对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析1. 滑动变阻器的分压接法如图 1 所示的电路中，滑动变阻器总电阻为 R 0，输入电压为 U 0，负载电阻 R 两端的电压 U 随变阻器调节变化情况作如下图的讨论：U0首先，不接负载 R 时，输出端的电压 U=R0R ap ，可

3、见， U 与成正比，输出电压电线性的，如图 1（ b）中所示。换言之，触头 P 在 ab 间移动时，左半部分分得的电压是均匀变化的，电压的变化范围是 0 U0。其次，当滑动变阻器的 aP 连接负载电阻 R 时， P 点左边电路的等效电阻减小，与 P点右边部分串联而得的电压将比原来减小，如图 1（ b）所示。再次，当负载电阻 R 很小，对于确定的 R ap，左部分分得的电压将更小， 如图如图 1（ b）所示。可以得出结论： 分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压， 负载阻值应该较大。换言之，分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。2. 滑动变阻器的限流接法如图 2 所示的电路输入

4、电压为 U0，滑动变阻器总阻值为 R0，滑动变阻器对负载R0 电流的控制情况作如下的讨论：首先，电路中的电流： I=，可见， I 随 R aPRaP+R的增大而减小，如图（ b）所示。当 Rap=0 时，电路中的最大电流m= R ，R 两端的电压最大 Umax =U 0。I U0Im Im当 Rap 最大值 R 0 分别为负载电阻 1 、3、5 倍时，电路中电流的最小值为 、 、Im6U 0负载电阻 R 两端的最小电压 Umin 为 、2U 0 U 04 、 6由此可见，若滑动变阻器总电阻 R0 较小，它对整个电路的电流控制能力就小，反之较大。但是， 实际选择滑动变阻器时， 并不是 R 0 越

5、大越好。 R 0 很大， 其单位长度的阻值越大， 触头 P 处 a 点稍作移动，整个电路总电阻迅速增大，通过电路的电流就很小，要连续均匀地调节电流，负载 R 两端的电压，滑动变阻器只能在极小的范围内调节，所以操作很不方便。通过分析图线，可以得出结论：限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流（电压） ， 滑动变器阻值要稍大些。一般来说，约为待测电阻的 3 10 倍。二、分压接法和限流接法的比较滑动变阻器接入电路后，它本身也要消耗电能，不同的接法造成的功率消耗是不一样的。当负载 R 通过相同的电流 IR 时， 分压电路接法中的总电流 I=I R+I aP；在限流接法电路中的总电 I=I R。故分压式

6、接法时电路总电流大，电源的输出功率（ P=IU o）较大，也就是说电路消耗的额外功率大。结合上述分析滑动变阻器的分压接法和限流接法对电压、电流等的控制作用见下表：负载 R 上电压 U 调节范围负载 R 上电流调节范围闭合电键前触头处位置相同条件下电路消耗的总功率分 压 R接法 R+R 0U 0UU0R+R 0I RRa U0IR限 流 U 00UU0 0IR 接法a U 0（IR+IaP ）三、滑动变阻器分压接法和限流接法的选择滑动变阻器分压接法和限流接法都能调节负载的电流（电压） ，但在相同条件下的调节 效果不同，实际应用要根据情况恰当地选择适当的方法。通常情况下 （满足安全条件 ），由于限

7、流电路能耗较小，结构连接简单，因此，优先考虑以限流接法为主1. 在下面三种情况下必须选择分压接法 ：a. 要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足（如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路）b. 如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流 （电压 ）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（电压），为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用滑动变阻器分压接法连接电路c. 伏安法测电阻实验中， 若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值， 若采用限流接法时， 即使变阻器触头从一端滑至另一端， 待测电

8、阻上的电流（电压）变化小， 这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据， 为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（电压） ，应选择滑动变阻器的分压接法。2. 以下情况可选用限流接法 ：a. 测量时电路电流（电压）没须要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且负载电阻 R 接近或小于滑动变阻器电阻 R 0，采用滑动变阻器限流接法。b. 电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求，应采用滑动变阻器限流接法。c. 没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和节能因素采用滑动变阻器限流接法。图 3要求电器的电压或电流变化范围

9、大，负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。若接成限流式，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流变化不明显，测得的电压和电流取值范围小。例 2、为了测定一个“ 6.3V、1W ”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：A.电流表（ 0 3A，内阻约 0.04 ）B.毫安表（ 0 300mA ，内阻约 4 ）C.电压表（ 0 10V， 内阻 10K ） D.电压表（ 0 3V，内阻 10K ） E.电源（额定电压 6V，最大允许电流 2A） F. 电源（额定电压 9V，最大允许电流 1A） G.可变电阻（阻值范围 010，额定电流 1A） H. 可变电阻（阻值范围 0 5

10、0 ，额定功率 0.5W） I.导线若干根，电键一个。为使测量安全和尽可能准确，应选用的器材是。（用字母代号填写）在右边虚线框内画出电路图，并把图 6 所示实物图用线连接起来。分析 ：表及内外解法的选取小电珠的额定电流PI 额 = =16.3A 0.16A=16mA 300mA ，电流表应选 B。U 额 =6.3V 10V，电压表选 C，电源选 F。U 2R珠 =6.32 40 比 10K 小得多，仅比毫安表内阻大 10P 1倍，故选用安培表外接法。滑动变阻器及连接方法的选取9将可变电阻 H 接到电源两端，其上电流大若致为 I=A=0.18A， 而 H 的50额定电流I H =0.5=0.1A

11、 0.18A，而 G 的额定电流为 1A，故从安全性上考虑不宜选用 H。由于 40是可变电阻 G 的中值的 8 倍，故选用分压式连接方式。若使用限流式，则在灯泡额定电压下，I = 10 A，具体操作时额63I 额 0.16A 应体现在安培表上，故滑动变阻器此时大约分压为2.7U 滑 =9V 6.3V=2.7V。故此时滑动变阻器调节的阻值 R= 1017 10 ，因此 G 不可能用限流法，必须使用分压式。答案 ： BCFG；I 电路图如图 7 所示，实物连接如图 8 所示解法指导 本题的关键是在“额定电压下”较准确测量这一图 8要求使得变阻器 G 无法使用限流式，一般来说，若待测电阻比滑动变阻器

12、阻值大得多时，一般采用分压式。例 3、（高考题）某电压表的内阻在 20K-50 K之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：A、待测电压表 V（量程 3V）；B、电流表 （量程 ）；C、电流表 （量程 ）；D、电流表 （量程 ）E、滑动变阻器 R（最大阻值 ）； F、电源 （电动势 4V）；G、电键 K。（1） 所提供的电流表中，应选用 。（2） 为了尽量减小误差，要求测多组数据。试画出符合要求的实验电路图。分析：将电流表、电压表串联，只要读出两表读数，即可用公式 I=U/R 求得电压表的内阻。通过电压表的最大电流值故电流表应选 A1 。 图 3由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻， 且

13、要求测多组数据， 故变阻器用分压式连接，如图 3 所示。例 4、 已知某电阻丝的电阻约为 10 ，现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用；A. 量程为 0.6A，内阻是 0.5 的电流表。 B. 量程为 3V，内阻是 6K 的电压表。C. 阻值是 0-20 ，额定电流为 2A 的滑动变阻器。 D. 蓄电池（ 6V）。E. 开关一个，导线若干。要求：画出用伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图，测量数据要尽量多。若采用限流式接法，由于电阻丝阻值为 10，在 3V 电压（电压表的量程） 下工作，则流过它的最大电流为 ，改变滑动变阻器的阻值（ 0 20），电路中电流变化范围约为 ，电流取值范围比较小，故采

14、用分压式接法比较好。电路图如图 4 所示。图 4 采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值。在安全（ I 滑额 够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载） 、有效（调节范围够用）的前题下，若 R 用 R0，则只能采用分压电路 .例 6、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻 Rx（约 100 ） ;直流电流表（量程 010 mA、内阻 50 ）;直流电压表（量程 03 V、内阻 5 k ）; 直流电源（输出电压 4 V、内阻不计） ；滑动变阻器（ 015 、允许最大电流 1 A）；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 .

15、用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于 Rx，故电流表应采用外接法 . 在控制电路中，若采用变阻器的限流接法，当滑动变阻器阻值调至最大， 通过负载的电流最小， I min= =24 mA 10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法 .当负载电阻的阻值 小于变阻器总电阻 R 或相差不多时，若两种电路都可以对负载的电流和电压有明显的调节，或两种电路都满足实验要求，且电压、电流变化不要求从零调起，则多采用限流式接法，这样的接法电源负担轻，能耗小。例 5. 在一次实验中需要较准确地测量某一个金属丝的电阻，已知金属丝的电阻 ，约为；电流表量程 3A，内电

16、阻约 ；电压表量程 3V，内电阻约 ；电源电动势 6V； 滑动变阻器 R 的总电阻 ，额定电流 。试画出测量金属丝电阻的电路图。电源电动势为 ， 流过金属丝的电流约可采用限流接法，电路如图 6 所示。 图 6题型一 实验仪器及电路的选择【例 1】 （ 海淀模拟 ）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中， 可供选择的实验仪器如下：器材 规格 器材 规格小灯泡标有“ 3.8 V ，0.3 A”字样滑动变阻器 R1最大阻值 10 ， 额定电流 1.0 A电压表 V 量程 0 5 V ，内阻约 5 k 滑动变阻器 R2电流表 A 1 量程 0100 mA ，内阻约 4 直流电源 E电流表 A 2 量程

17、 0 500 mA ，内阻约 0.4 导线、电键等 （1）在上述器材中，滑动变阻器应选 ，电流表应选 （2）在图 2 中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路最大阻值 1 k ，额定电流 0.5 A电动势约为 6 V ，内阻约为 0.5 图 2 图 3（3）利用实验中得到的实验数据在 I U 坐标系中， 描绘出了如图 3 所示的小灯泡的伏安特性曲线根据此图给出的信息，可以判断出下图中正确的是 （图中 P 为小灯泡功率 ）（ ）题型二 伏安特性曲线的描绘及实验结果的应用【例 2】 影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反， 随

18、温度的升高而减小 某课题研究组需要研究某种 导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件 Z 做实验，测量元件 Z 中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律（1） 他们应选用下图中所示的哪个电路进行实验 （ ）（2） 由 （1） 实验测得元件 Z 的电压与电流的关系如下表所示根据表中数据请在图 4 中作出元件 Z 的 I U 图线 .U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.451.251.802.803.20根据 Z 的 I U 图线可判断元件 Z 是金属材料还是半导体材料？图 4 图 5把元件 Z 和电阻 R 接入如图 5 所示的电

19、路中， 由实验测得电阻 R 的 IU 图线如图 4 所示已知电源的电动势 E 1.5 V ，内阻不计闭合电键 S，电路稳定时，元件 Z 消耗的电功率为 W. 针对训练 （ 广东 34（2） 在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实 验中，所用器 材有：小电珠（2.5 V ，0.6 W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干粗测小电珠的电阻，应选择多用电表 倍 率 的 电 阻 挡 （ 请 填 写 “ 1” 、 “ 10” 或“ 100” ）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图 6，结果为 .图 6实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图 7 完成实物图 8 中的连线图

20、7 图 8开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于 端，为使小电珠亮度增加， P 应由中点向 端滑动下表为电压等间隔变化测得的数据， 为了获得更准确的实验图象， 必须在相邻数据点 间多测几组数据 （请填写“ ab”、“ bc”、“ cd”、“ de”或“ ef” ）.数据点abcdef0.000.502.002.500.0000.1220.1560.1850.2160.2441 （天津理综 3）为探究小灯泡 L 的伏安特性，连好如图 9 所示的电路后闭合开关，通 过移动变阻器的滑片， 使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大， 直到小灯泡正常发光， 由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的 U I 图

21、象应是 （ ）2（ 浙江高考 22 ）如图 10 所示， 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中， 同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接U（V）0.00.21.01.52.02.53.0I（A）0.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215图 11（2） 在如图 12 所示的方格纸内画出小灯泡的 U I 曲线分析曲线可知小灯泡的电阻值随 I 变大而 （ 选填“变大”、“变小”或“不变” ）；图 12 图 13（3） 如图 13 所示， 用一个定值电阻 R 和两个上述小灯泡组成串并联电路， 连接到内阻不计、电动势为 3 V 的电源上已知流过电

22、阻 R 的电流是流过灯泡 L 2 电流的两倍，则流过灯泡 L 1 的电流约为 A.4（福建理综 19（2）某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件图14 为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，现需进一步验证该伏安特性曲线， 实验室备有下列器材：图 15（3） 若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点？相同点： .不同点：5 （梅州模拟 ）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大某同学为研究这一现象，用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线实验可供选择的器材有：A 小灯泡 （规格为“ 2.5 V， 1.2 W” ） B电流表

23、A（ 量程为 0 0.6 A，内阻为 1 ） C电压表 V（ 量程为 0 3 V ，内阻未知 ）D. 滑动变阻器 （0 10 ，额定电流为 1 A） E滑动变阻器 （0 5 ，额定电流为 0.5 A）F. 电源 （E 3 V ，内阻不计 ）G. 定值电阻 R0（阻值 R0 6 ）H. 开关一个和导线若干（1） 要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量消除系统误差，在方框内画出实验电路图（2） 实验中，应该选用的滑动变阻器是 （填写器材前字母代号 ）图 16（3） 按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下： （I 是电流表 A 的示数， U 是电压表V 的示数， U 灯 是小灯泡两端的实际电压

24、 ）请通过计算补全表格中的空格，然后在图 16 中画出小灯泡的伏安特性曲线0.050.100.150.250.300.350.480.080.901.301.853.000.360.38现备有下列器材：A 低压直流电源：电压 6 V ，内阻不计B电流表：量程为 0 0.6 A 3 A， 0.6 A 内阻约为 10 ，3 A 内阻约为 2 C电压表：量程为 0 3 V 15 V ， 3 V 内阻约为 7.2 k ，15 V 内阻约为 36 k D滑动变阻器：阻值为 0 10 ，额定电流为 3 AE电键 K ，导线若干（1） 按提供的器材，在实物图 17（a）上连接正确的实验电路，要求测量误差尽可能小图 17（2） 利