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1、本文格式为Word版,下载可任意编辑滑动变阻器分压与限流两种接法的选择 滑动变阻器分压与限流两种接法的选择 滑动变阻器是电学测验中常用的仪器,近几年高考电学设计性测验命题对其应用屡屡直接或渗透测验.如何选择滑动变阻器的接法设计操纵电路仍是历届考生应考的难点. 滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点:如图10-2所示的两种电路中,滑动 变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起操纵调理作用,通常把图(a)电路称为限流接法,图(b)电路称为分压接法. 负载RL上电压调理负载RL上电流调理范范围(疏忽电源内阻) 限流接法 分压接法 EULE 0ULE 分压电路调理范围较大 IL 0IL 分
2、压电路调理范围较大 EIL E(IL+Iap) 限流电路能耗较小 围(疏忽电源内阻) 一致条件下电路消耗的总功率 对比 限流法.如图(a)所示,待测电阻上电压调理范围为.鲜明,当R0RL时,滑动触头在从b向a滑动的过程中,先是电流表、电压表的示数变化不大,后来在很小的电阻变化范围内,电流表、电压表的读数变化很快,也不便当读数,只有当RL与R0差不多大小时,才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能达成目的的前提下,限流法较为省电,电路连接也较为简朴. 分压法.如图(b)所示,待测电阻上电压调理范围为0E,且R0相对于RL越小,R上的电压变化的线性就越好.当R0RL时,尽管UL变化范围仍是0E,
3、但数据几乎没有可记录性,由于在这种处境下,滑片从左端滑起,要一向快到右端时,电压表上示数一向几乎为零,然后突然上升到E,对测量几乎没有用处.因此,分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。 滑动变阻器的限流接法与分压接法:两种电路均可调理负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调理效果大不一样,滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安好性、精确性、节能性、便当性原那么综合考虑,生动选取. 1.以下三种处境务必选用分压式接法 (1)要求回路中某片面电路电流或电压实现从零开头可连续调理时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,务必采用分压接法. (2)当用电器的电阻RL远大
4、于滑动变阻器的最大值R0时,务必采用分压接法.由于按图(b)连接时,因RLR0Rap,所以RL与Rap的并联值R并Rap,而整个电路的总阻值约为R0,那么RL两端电压UL=IR并=Rap,鲜明ULRap,且Rap越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳平匀,越便于查看和操作. (3)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法. 2.以下处境可选用限流式接法 (1)测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开头连续调理,只是小范围内测量,且RL与R0相差不大或RL略小于R0,采用限流式接法. (2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能得志分压式接
5、法的要求时,采用限流式接法. (3)没有很高的要求,仅从安好性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法. 例1:如图10-3所示,滑动变阻器电阻最大值为R,负载电阻R1=R,电源电动 势为E,内阻不计. (1)当K断开,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少? (2)当K闭合,滑动头c移动时,R1两端的电压范围是多少? (3)设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处一致,a、c间 长度为x,当K接通后,加在R1上的电压U1与x的关系如何? 【审题】电键断开或闭合导致电路展现两种截然不同的操纵电路:限流和分压,把握限流和分压电路的原理是关键 【解析】(1)若
6、K断开,那么该操纵电路为滑动变阻器的限流接法,故(2)若K闭合,那么该操纵电路为滑动变阻器的分压接法,故0U1E U1E (3)U1=IR并,R并=,I= 得:U1= 【总结】该题考察两种操纵电路的原理即两者获取的操纵电压范围不同 例2:用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有测验器材如下:待测电阻Rx(阻值约5 ,额定功率为1 W);电流表A1(量程00.6 A,内阻0.2 );电流表A2(量程03 A,内阻0.05 );电压表V1(量程03 V,内阻3 k);电压表V2(量程015 V,内阻15 k);滑动变阻器R0(050 ),蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线. 为了较切实测量Rx阻值,电
7、压表、电流表应选_,并画出测验电路图. 【审题】该题要求选择测验仪器、测量电路及操纵电路,由于滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻器的限流接法 【解析】由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值,可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为 U= V2.2 V,I= A=0.45 A. 那么电流表应选A1,电压表应选V1. 又因 =24.5 Rx,那么电流表务必外接. 由于滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故首先考虑滑动变阻 器的限流接法,若用限流接法,那么被测电阻Rx上的最小电流为Imin=0.11 AI额,因该测验没有对电流、电压的调理范围未作特殊要求,故用限流电路.电路
8、如图10-4所示. 【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大,用分压接法不便于调理,故限流接法是首选,只要能保证安好且有确定的调理范围即可。 例3: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.根据器材的规格和测验要求画出测验电路图. 【审题】此题只需要判断测量电路、操纵电路的接法,各仪器的量程和电阻都已经给出,只需计算两种接法哪种适合。 【解析】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.在操纵电路中,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,Imin=24 mA 10 mA,此时电流仍超过电流表的量程,故滑动变阻器务必采用分压接法.如图10-5所示. 【总结】任一种操纵电路务必能保证电路的安好,这是电学测验的首要原那么 ,限流接法虽然干脆便当,但务必要能够操纵电路不超过电流的额定值,同时,能够保证可获取确定的电压、电流范围,该题中,即便操纵电流最小值不超过电流表的量程,因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小,电流、电压变化范围太小,仍不能用限流接法。 6