WORD 格式可编辑限流电路和分压电路1. 限流和分压接法的比较( 1)限流电路: 如图 2 所示,实际上滑动变阻器的右边部分并没 有电流流过。
该电路的特点是:在电源电压不变的情况下, R 用两端的 电压调节范围: U ≥U 用≥UR 用/(R 0+R 用),电流调节范围: U/R 用≥I 用 ≥U/(R 0+R 用 )。
即电压和电流不能调至零,因此调节范围较小。
要使 限流电路的电压和电流调节范围变大, 可适当增大 R 0。
另外, 使用该电 路时,在接通电前, R 0 应调到最大。
( 2)分压电路: 如图 3 所示,实质上滑动变阻器的左边部分与 R 用并联后再与滑动变阻器的右边串联。
注意滑动变阻器的两端都有电流流 过,且不相同。
该电路的特点是:在电源电压不变的情况下, R 用 两端 的电压调节范围为 U ≥U 用≥0,即电压可调到零,电压调节范围大。
电 流调节范围为 E/R 用≥ I 用≥ 0。
使用分压电路,在当 R 0<R 用时,调节性能好。
通电前,滑片 P 置 于 A 端,使 U 用 =0 。
2 两种用法的选择A 优先选用限流式,从电能损耗方面分析消耗电能少。
用限流式具有电源负担轻,电路连 接简便等优点。
B 如果滑动变阻器的额定电流够用,在下列三种情况下 必须采用分压 接法:① 用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。
例 1、1993 年全国高考题) 将量程为 100 μA 的电流表改装成量程为 1 mA 的电流表, 并用一标 准电流表与改装后的电流表串联, 对它进行校准 .校准时要求通过电流表的电流能从零连续调到 1mA ,试按实验要求画出电路图例 2、( 1999 广东卷)用图 3 中所给的实验器材测量一 个“ 12V ,5W ”的小灯泡在不同电压下的功率,其中电 流表有 3A 、0.6A 两档,内阻可忽略,电压表有 15V 、 3V 两档,内阻很大。
测量时要求加在灯泡两端的电压 可连续地从 0V 调到 12V 。
⑴按要求在实物图上连线(其中部分线路已连好) 。
⑵其次测量时电流表的指针位置如下图( b )所示,其读数为 A② 要求电器的电压或电流变化范围大,负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻,须用分压式电图 2R 0 R用US 图3WORD 格式可编辑 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 3、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 0.04Ω ) B.毫安表( 0~300mA ,内阻约 4Ω)C.电压表( 0~ 10V , 内阻 10K Ω)D.电压表( 0~ 3V ,内阻 10K Ω )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 0~10Ω,额定电流 1A )H.可 变电阻(阻值范围 0~50Ω ,额定功率 0.5W )I.导线若干根,电键一个。
⑴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)⑵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 :①表及内外解法的选取P1小电珠的额定电流 I 额= = A ≈0.16A=16mA <300mA ,电流表应选 B 。
U 额=6.3V <10V ,额U 6.3 额流式,则在灯泡额定电压下, I 额= A ,具体操作 额63时 I 额 ≈0.16A 应体现在安培表上, 故滑动变阻器此时 大约分压为 U 滑 =9V - 6.3V=2.7V 。
故此时滑动变阻器2.7调节的阻值 R= ≈ 17Ω > 10Ω,因此 G 不可能用10 63限流法,必须使用分压式。
答案:⑴ BCFGI ;⑵电路图如图 7所示,实物连接如图 解法指导 本题的关键是在 “额定电压下” 较准确测量这一要求使得变阻器 G 无法使用限流式,般来说,若待测电阻比滑动变阻器阻值大得多时,一般采用分压式。
例 4、( 97年高考)某电压表的内阻在 20K Ω --50 K Ω 之间,现要测量其内阻,实验室提供下列电压表选 C ,电源选 F 。
6.3Ω≈40Ω比 10K Ω小得多,仅比毫安表内阻大 10 倍,故选用安培表外接法。
②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0.5I H = 05.05 =0.1A <0.18A ,而 G 的额定电流为上考虑不宜选用 H 。
由于 40Ω 是可变电阻 G 的中值的 8 倍,故选用分压式连接方式。
1A ,故从安全性若使用限8 所示 图8WORD 格式可编辑内阻不计);滑动变阻器( 0~15 Ω 、允许最大电流 和实验要求画出实验电路图 .1 A );开关 1 个,导线若干 .根据器材的规格可选用的器材: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 A 1。
由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻,且要求测多组数据,故变阻器 用分压式连接,如图 3 所示。
例 5. 已知某电阻丝的电阻约为 10Ω ,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 0.5Ω的电流表。
B. 量程为 3V ,内阻是 6K Ω的电压表。
C. 阻值是 0--20 Ω,额定电流为 2A 的滑动变阻器。
D. 蓄电池( 6V )。
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。
分析:若采用限流式接法,由于电阻丝阻值为 10Ω ,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~ 20Ω),电路中电流变化范围约为,电流取值范围比较小,故采用分压式接法比较好。
电路图如图 4 所示。
③ 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,若用,但考虑省电、电路结构简单,可先采用限流接法;而若例 6、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:待测电阻 R x (约 100 Ω );直流电流表(量 程 0~10 mA 、内阻 50 Ω) ;直流电压表(量程 0~3 V 、内阻 5 k Ω);直流电源(输出电压 4 V 、 E. 开关一个,导线若干。
R 用 < R 0 ,原则上两种电路均可采 R 用>>R 0,则只能采用分压电路 .WORD 格式可编辑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R x< ,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.④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 4. 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。
分析: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。
组成可调分压电路[目的]1.掌握将滑动变阻器接成分压电路的方法,认识其原理和用途。
2.学习使用多用电表的直流电压档。
[ 器材]滑动变阻器(标称规格(50Ω,1.5A)、小灯泡(标称规格 6.3V0.15A)、多用电表、电池组(电压约6伏)、开关、导线。
[原理和方法]如图 6 所示,将电阻R1与R2串联后接到电压为U 的电源上,就构成一个固定分压电路。
由于P、b 两点间的电压变小而变小。
若用另一个电阻R f作为负载(用电器)并联接在P、b 两点,那么加在负载R f上的电压也将随R2 的减小而减小。
根据欧姆定律,由于R f的并入使P、b 间原有电阻R2变小,因此用上式计算U2时,应将式中的R2用R f与R2并联的等效电阻代替,得到的U2叫做分压电路的输出电压。
在实际应用中,若用更换电阻R2 来改变输出电压很不方便,于是用一个滑动变阻器代替R1和R2,如图 6 所示。
滑动点P将变阻器R 分为R1和R2两部分,负载R f与P、b间这部分电阻R2并联。
如上所述,在U 不变时,当P由a端向b端滑动时,输出电压就逐渐减小,反之,输出电压就增大,这样,变阻器就作为一个可调分压器。
本实验学习用多用电表测电压。
J0411型多用电表的正面如图7 所示,当选择开关指向写有符号“ V ”的各档位时,它就是一个直流电压表,字母下的小横线表示直流,专U 2R 2U ,因此,若R 2 R1U和R1都保持不变,则U2随R2的业知识整理分享有些多用电表上用“ DC ”表示。
红黑两色表笔要分别接在标有“+”“ ”的插口中,测量直流电压时应让红笔与电位高的一点接触,黑笔与电位低的一点接触。
本实验将选择开关旋到直流10 伏档,读数时应从盘上第二排刻度线(它有50 个分度,分度值为0.2 伏,最右端为10伏)中读出,本实验不做精密测量,估读1/2 分度即可,如指针在图示位置读数为 3.l 伏。
实验电路如图8 所示。
实物接线如图9 所示,注意,变阻器采用三端接法(即三个接线柱均要用上)。
此电路的规范接线顺序是:先用导线1、2、3 把变阻器上的两端(即固定端)接线柱a、b分别连接电源两极,其中a端是通过开关S接正极的。
再用导线4、 5 把一个固定端 b 和滑动端P 连接负载(小灯泡H)的两端。
注意,此时导线 5 不要接到P 上而应与接线柱 c 和 d 连接。
b 端既接电源又接负载,叫做公共端,习惯上公共端接电源负极。
最后用导线6、7 将电压表与负载并联。
通电(即合开关S)前,必须将滑动片P预置在靠近公共端 b 的地方,使分压器输出的电压很小,起保护负载的作用。