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1、 两种典型问题探究 问题一：滑动变阻器的限流接法和分压接法1两种接法比较 由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围很大， 限流式接法较节能。2两种接法的选择 (1) Error! 选择不同接 法的原则 (2)两种接法的适用条件 限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不 多或比滑动变阻器的总电阻还小)。如果Rx很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比 较大。 分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)。如果Rx很大时，分压式接法中Rx几乎不影响电压的分配，滑片移动时， 电压变化接近线性关系，便于调节。 (3)几种必须
2、用分压电路的情况：若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(或电压)，则必须选用分压 式接法。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 动变阻器的滑片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，应改用分压电路。若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。温馨提示：两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流 式接法电路简单、耗能低 问题二：电流表的内接法、外接法的判断 1两种接法比较 2两种电路的选择 (1)阻值比较法： x V R R A x R R 先将待
3、测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，即比较 和 大小。若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法。 简单概括为“大内大，小外小”。 (2)临界值计算法： R x时，用电流表内接法； RVRA R x = 时，电流表内接法和外接法均可。 RVRA (3)实验试探法：若不知Rx的大概阻值，可采用“试触法”，将电路如图所示连接，空 出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下 。若电流表“相对变化”明显，说明电压表分流作用较强，应采用电流表 内接法。若电压表“相对变化”明显，说明电流表分压作用较强，应采用电流表 外接法 例1 (2012安徽高考)图为“测绘小灯泡伏安
4、特性曲线”实验的实物电路 图，已知小灯泡额定电压为2.5 V。(1)完成下列实验步骤：闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，_；闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，_；断开开关，根据实验数据作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图 解析 (1)滑动变阻器在最左端时，小灯泡电压最小，为了保护小灯泡不被 烧坏，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在最左端。在调节滑动变 阻器时，应注意电压表的示数，不能超过小灯泡的额定电压。 答案 (1)使它靠近变阻器左端的接线柱 增加小灯泡两端的电 压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压(2)如图所示 例2 在描绘小灯泡
5、的伏安特性曲线时，采用如图所示的电路，实验中发现 移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数变化而电压表的指针不动，下列原因 可能的是 ( ) A灯泡中灯丝已烧断B滑片接触不良C灯泡内部短路D滑动变阻器A端接触不良 解析：由图知，若电压表的电阻无穷大，移动滑片时，因电流表示数有变化， 故和电流表串联的回路中不存在断点，故A错。若滑片接触不良，电路中不可 能有电流，故B错。若滑动变阻器A端接触不良，滑片移动时电流表和电压表 读数均变化，故D错。若灯泡内部短路则灯泡两端电压为零，电压表指针不变， 移动滑片时，只有电流表指针变化，故选C。 1.太阳能是一种清洁、绿色能源。在上海举办的2010年世博会上，大
6、量使用了 太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时， 可以视为一个电学器件。某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没有光 照时（没有储存电能）的I-U特性。所用的器材包括：太阳能电池，电源E， 电流传感器，电压传感器，滑动变阻器R，开关S及导线若干。 （1）为了描绘出完整的I-U特性曲线，在图a中A处接_传感器，B处 接_太阳能电池 + - B A E S R + - + - （a ） P Q （b ） 传感器，并将图(a)连成完整的实验电路图。 （2）该实验小组根据实验得 到的数据，描点绘出了如图(b) 的I-U图像，图中PQ为过P点 的切线。由图可知，当电压小
7、于 2.00V时，太阳能电池的电阻 _（选填“很大”或“很 小”）；当电压为2.80V时，太 阳能电池的电阻约为_。 答案（1）电压；电流。（2）很大； 1.010 3 （9651040）。 2、碳膜电阻是在绝缘介质骨架上镀一层碳膜。己知某碳膜电阻阻值约为 10，其结构如图实89所示，现通过实验测定碳膜厚度，备用器材如下： 图实89 A电流表(量程00.6 A，内阻约0.2 ) B电流表(量程03 A，内阻约0.03 ) C电压表(量程03 V，内阻约30 k) D电压表(量程015 V，内阻约150 k) E滑动变阻器(最大值为2 ) F滑动变阻器(最大值为20 ) G滑动变阻器(最大值为2
8、00 ) H学生电源(4 V) I螺旋测微器 J游标卡尺 实验主要步骤： (1)用伏安法较准确地测量电阻的阻值。电流表选_，电压表选 _，滑动变阻器选_。(填标号) (2)在虚框中画出电路图 太阳能电池 + - B A E S R + - + -(3)若测得电阻值为R，该材料的电阻率为，则碳膜厚度的表达式为： d_(用R、D、L、表示)。 解析 (1)。 。 。 。 。 。 4 V。 。 。 。 。 。 。 0。 3 V 。 C。 。 。 。 。 。 。 。 。 I m 。 U m R x 。 3 V 10 。 0.3 A。 。 。 。 。 。 。 0。 0.6 A 。 A。 。 。 。 。
9、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 R m 。 U m 1 2 I m 。 3 V 0.15 A 。 20 。 。 。 。 20 。 F。 (2)被测电阻为小电阻，故电路采用电流表外接法；电路无特殊要求，可采用限 流法接入滑动变阻器。电路如图所示。 (3)。 。 。 。 。 。 。 R。 L S 。 。 。 S。 L R 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 d 。 S D 。 L RD 。 3.用伏安法测量某一电阻R x 阻值，现有实验器材如下：待测电阻R x
10、 （阻值约5 ,额定功率为1 W）；电流表 A 1 （量程00.6 A,内阻0.2 ）;电流表A 2 （量 程03 A，内阻0.05 ）;电压表V 1 （量程03 V，内阻3 k）;电压表 V 2 （量程015 V，内阻15 k）;滑动变阻器R 0 （050 ）,蓄电池（电动势 为6 V）、开关、导线.为了较准确测量R x 阻值，电压表、电流表应选 _，并画出实验电路图. 【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，因为滑动变阻器的全 阻值大于被测电阻R x ，故首先考虑滑动变阻器的限流接法 【解析】由待测电阻R x 额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻R x 的额定 电压、额定电流的值约为 U= V2.2 V,I= A=0.45 A.则电流表应选A 1 ，电压表 5 1 PR 5 / 1 / R P 应选V 1 . 又因 =24.5 R x ，则电流表必须外接. 3000 2 . 0 V A R R 因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻R x ，故首先考虑滑动变阻器的限 图10-4流接法，若用限流接法，则被测电阻R x 上的最小电流为 I min = =0.11 AI 额 ，因该实验没有对电流、电压的调节范围未 50 5 6 R E E x 作特殊要求，故用限流电路.电路如图10-4所示. 6 、
