限流电路和分压电路

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1、限流电路和分压电路1. 限流和分压接法的比较图2（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用两端的用电压调节范围：U三U三UR / （R +R ）,电流调节范围：U/R 2/用用0用用用2U/（R0+R 用 ）。即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小。要使0用限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R0。另外，使用该电 路时，在接通电前， R0 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

2、电源电压不变的情况下， R 用两端 用的电压调节范围为U2U 20，即电压可调到零，电压调节范围大。电 用流调节范围为E/R m2l 20。用用使用分压电路，在当R0R用时，调节性能好。通电前，滑片P置 于A端，使U用=0。用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： 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100p A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

3、通过电流表的电流能从零连续调到 1 mA，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。按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。其次测量时电流表的指针位置如下图（b）所示，其读数的总电 电路中为 A 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 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， 电流变化不明显，测得的电压和电流取值范围小。例3、

4、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（03A,内阻约0.04Q ） B.毫安表（0300mA，内阻约4Q ） C.电压表（010V,内阻 10KQ ） D.电压表（03V,内阻10KQ ） 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010Q，额定电流1A） H.可变电阻（阻值范 围050Q，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

5、的选取 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 压表的最大电流值小电珠的额定电流1额=U=右A心 0.16A=16mA 300mA,电流表应选B。U额=63Vl0V，U2压表选C,电源选F。R珠 = p6.32TQ 40Q比10KQ小得多，仅比毫安表内阻大10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的额定电流1H =：0=0.1A10Q，因此G不可能用限流法，必须63使用分压式。答案：（l）BCFGI；电路图如图7所示，实物连接如图8 所示图8解法指导 本题的关

6、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，一般来说，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20KQ-50 KQ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、电流表凡（量程200/jA ）； C、电流表血（量程切山）；D、电流表堆（量程0左丄）E、滑动变阻器R （最大阻值1皿）；F、电源占（电动势4V）；G、电键Ko（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。故电流表应选 A1。 由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻，且要求测

7、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10Q ,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0.5Q的电流表。B.量程为3V,内阻是6KQ的电 压表。C.阻值是0-20Q，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。图4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10Q，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（020Q ），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

8、 4所示。 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、电压不超滑额额定值，电源不过载）、有效（调节范围够用）的前题下，若R用R0,用0 则只能采用分压电路.用0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 （约100 Q ）;直流电流表（量程X010 mA、内阻50 Q ）;直流电压表（量程03 V、内阻5 kQ ）;直流电源（输出电压4 V、内阻不 计）；滑动变阻器（015 Q、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.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

9、于RxV，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,S当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，扁=24 mA10 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. 当负载电阻的阻值尽小于变阻器总电阻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G；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

10、H山。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。图6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（50Q, 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R与R串联后接到电压为U的电源上，就构12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Rf作为负载（用电器）并联接在P、b两点，那么加在负载 R上的电压也将随R的减小而减小。根据欧姆定律，

11、由于R的并入使P、b间原有电阻R f2f2变小，因此用上式计算U时，应将式中的R用R与R并联的等效电阻代替，得到的U叫22f22做分压电路的输出电压。在实际应用中，若用更换电阻R来改变输出电压很不方便，于是2用一个滑动变阻器代替R和R，如图6所示。滑动点P将变阻器R分为R和R两部分，1 2 1 2负载R与P、b间这部分电阻R并联。如上所述，在U不变时，当P由a端向b端滑动时， f2 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，

12、字母下的小横线表示直流，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3.1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

13、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。通电后，将P向a端缓慢滑动，观察灯的亮度和电压表的 示值各怎样变化，P到a端时输出电压是否最大。再将P向b端滑动，看又如何变化，P到 b 端时输出电压是否为零。从而认清这种分压电路的特点是，输出电压能在零和电源电压值之间做大范围的变化。今后许多实验中都要用这种

14、方法对电路实行调控。图 10 所示的电路中，变阻器采用两端接法，只从 a 、 P 接出导线， b 端“悬空”，负 载(灯H)与P、a间这部分电阻”串联，这种电路叫制流电路。当P向b端滑动时，负载中 通过的电流减小，但不能减至零。你可以用所给器材按图10 连接电路做实验，与分压电路 对比。想一想：“分压电路是将负载与滑动变阻器并联”这种说法对吗？为什么？ 注意，做电学实验时，要遵守电学实验的基本操作规则：一、使用前先检查电表的指 针是否对准刻度的零点，若未对准，则用螺丝刀旋动“机械零点调节螺丝”来校正。二、 接线时，开关 S 要断开。三、接线时，按回路连线。四、电路接好后，应点接一下电源开 关，短暂地试通电，看到没有不正常的现象发生，才可以持续通电进行观测。根据欧姆定律：U=I*R, l=U/R。在此电路中有电流l=Ui/(R1+R2),而输出电压Uo是电阻R2上的分压，易知：Uo=l*R2=Ui*R2/(R1+R2),上面给出公式表达容易让人误解，不应该写为Uo=(R2/R1+R2)*Ui，而应该是 Uo= (R2/ (R1+R2) )*Ui，也即 Uo=I*R2=Ui*R2/(R1+R2)。