高考物理电路实验题中电阻器如何考虑选择限流式和分压式?还有怎样考虑电流表的内接法和外接法?
1、要分清是测量的是直流还是交流量;
2、要选择合适的量程;
3、注意电流表串联在电路中,电压表并联在电路中;
4、合理选取电表(电流、电压表)的量程就好,至少要有30%以上的富裕量;
5、分压一般是串联一个大电阻,限流的话串联一个可调电阻器就行(理论上并联一小电阻也行)。
6、实验前,先粗略计算一下电路中的电流、电压值。
恒定电流 1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)} 2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)} 3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)} 4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外 {I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)} 5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)} 6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总 {I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率} 9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3 功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+ 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。 (4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 11.伏安法测电阻 电流表内接法: 电流表外接法:
内如此法:电压表示数:U=UR+UA
Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
外如此法:电流表示数:I=IR+IV 。
Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真 。选用电路条件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2] 12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法 限流接法 电压调节范围小,电路简单,功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
分压接法
电压调节范围大,电路复杂,功耗较大 便于调节电压的选择条件Rp<Rx
滑动变阻器的两种连接方法——限流式和分压式
1.限流式接法:如图1所示,电路中变阻器起限流作用,负载Rx的两端电压可调范围为ERxR+Rx ~E,在合上开关前要使变阻器所使用的阻值最大,因此在闭合开关前一定要检查滑动触头P是否在正确的一端(图中应为B端)。
2.分压式接法:如图2所示,电路中的变阻器起分压作用,滑片自A端向B端,负载上电压的范围为0~E,显然比限流式接法调节范围大。合上开关前滑片应在A端,以使负载Rx的电压和电流最小。
3.方法选择:通常变阻器以限流式接法为主,但在下列三种情况下,必须选择分压式连接方法。⑴若采用限流式不能控制电流满足实验要求,即滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流
(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流,则必须选用分压式。
⑵限流式适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)。分压式适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻大)。若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应必用分压电路。
⑶若实验中要求电压从零开始连续可调节器,则必须采用分压式电路。
电流表内外接
电流表内接法时有
U = I * Ra + I * Rx = I * Rx * ( Ra / Rx + 1 )
电流表外接法时有
I = U / Rv + U / Rx = ( U / Rx ) * ( Rx / Rv + 1 )
可以看到测量时的干扰因子为Ra / Rx 和 Rx / Rv(物理中常常这样将两个同单位的物理量相除将公式的一部分无单位化),如果Ra=0或者Rv无穷大,那么测量都是准确的了,但是由于理想状况不能达到,因此只能希望这两者都尽可能的小,但是二者哪个更小呢,因此临界状况就是
Ra / Rx = Rx / Rv
如果 Ra / Rx > Rx / Rv
也就是Rx*Rx<Ra*Rv,那么显然,外接法的干扰因子更小,所以采用外接法,反之则采用内接法.
此外,因为内接法中,电流就是通过电阻的电流,但是电压却是电阻和电流表的总电压,因此内接法电流测得准,电压测不准,测量结果是偏大的;而外接法中,电压表测的就是电阻的电压,但是电流表测的却是电阻和电压表的总电流,因此接法电压测得准,电流测不准,测量结果偏小.
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滑动变阻器:题目没有要求就用限流,如果要求可调范围广或者优先保护用电器就用分压。
电表:主要考虑电阻。分别求出待测电阻与电压表内阻和电流表内阻的比值,如果待测电阻阻值更接近电流表(待测电阻小),说明电流表造成的误差会较大,就用外接,反之(待测电阻大)用内接。
误差讨论:
电流表外接,总电流等于待测电阻的电流加电压表电流,电流偏大,电阻测量值偏小。
电流表内接,总电压等于待测电阻的电压加电流表电压,电压偏大,电阻测量值偏大。
小外大内 小电阻外接法大电阻内接法
用根号的电压表内阻乘电流表内阻判断电阻是小是大
但还有误差
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朔州市15085591600: 高中物理,一直不明白各个电学实验里的滑动变阻器怎么选?什么时候选大,什么时候选小?还有就是,我看有 - ?
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