專題滑動變阻器的限流式和分壓式接法要點

1、分壓式接法限流式接法（一）滑動變阻器在電路中的兩種接法：1通過改變變阻器電阻來改變電路中的電流，以控制電路中的電流限流式；如圖1所示，當(dāng)滑動頭P從右端向左移動過程，滑動變阻器電阻逐漸減小，電路中的電流逐漸增大，變阻器起控制電路電流作用。注意：實驗開始時應(yīng)使滑動變阻器連入電路的電阻最大。2通過變阻器改變電阻來改變用電器兩端的電壓，起調(diào)壓器的作用分壓式。如圖2所示，電阻R與變阻器左邊電阻并聯(lián),用電器與左邊電阻的電壓相等，改變P的位置改變用電器R兩端電壓，實現(xiàn)調(diào)制電壓作用。（二）兩種電路選取：1兩種電路的比較：分壓電路的電流和電壓調(diào)節(jié)范圍都大于限流電路的調(diào)節(jié)范圍。在電源滑動變阻器和用電器一定的條件下

2、，限流電路消耗的電能小于分壓電路消耗的電能。2選擇原則： 由于限流式電路能節(jié)約能源，一般情況下優(yōu)先選擇限流式接法（以提高電路效率）。例：在如圖所示電路，已知U=5V，通過變阻器AB連成分壓式電路向小燈泡L供電，電燈L上標(biāo)有、25”字樣。求：為使小燈泡正常發(fā)光且上述電路的效率達(dá)到40%，應(yīng)如何選擇變阻器的額定電流和電阻值。變阻器如何連接才能使電路的效率達(dá)到最大？最大效率為多少？但在下列幾種情況下，必須選擇分壓式連接方式：當(dāng)滑動變阻器全電阻遠(yuǎn)小于被測電阻時，且實驗要求電壓（電流）的變化范圍較大；明確要求某部分電路的電壓從零開始變化；例：測定小燈泡的伏安特性曲線。若采用限流接法，電路中的最小電流仍超

3、過用電器的額定電流。例：用伏安法測金屬電阻Rx（約為5）的值，已知電流表內(nèi)阻為1，量程為0.6A，電壓表內(nèi)阻為幾k，量程為3V，電源電動勢為9V，滑動變阻器的阻值為06，額定電流為5A，試畫出測量Rx的原理圖。3幾點說明：對實驗器材和裝置的選擇，應(yīng)遵循的幾條主要原則：安全性原則 準(zhǔn)確性原則 方便性原則 經(jīng)濟(jì)性原則  分壓電路中，在通過變阻器實際電流小于變阻器額定電流（或電壓）的條件下，盡量選用變阻器總阻值小的變阻器做分壓電路使用。例：在采用分壓電路做實驗，提供滑動變阻器有：滑動變阻器A，阻值范圍020，額定電流；滑動變阻器B，阻值范圍0200,額定電流，根據(jù)其它實驗儀器的規(guī)

4、格和實驗需要，若兩個變阻器都滿足電流要求，則以選滑動變阻器阻值較小的A為好。（因為調(diào)節(jié)方便）描繪小燈泡的伏安特性曲線（一）目的：1.描繪小燈泡的伏安特性曲線；2.學(xué)習(xí)如何設(shè)計實驗電路以及如何確定實驗器材的規(guī)格。（二）原理：金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大，從而使金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，因此，對一只燈泡來說，未正常發(fā)光和正常發(fā)光時燈絲的電阻可相差幾倍甚至幾十倍，它的伏安特性曲線應(yīng)該是一條曲線。根據(jù)部分電路歐姆定律可得：，即在IU坐標(biāo)系中，圖線的斜率等于電阻的倒數(shù)。（三）器材： 小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干。（四）實驗步驟1、確定電流表、電壓表的量程，采

5、用電流表外接法，按原理圖所示的電路圖連接好實驗電路。2、把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最小的位置，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)S。3、改變滑動變阻器滑動片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S。4、在坐標(biāo)系上建立一個直角坐標(biāo)系，縱坐標(biāo)表示電流，橫坐標(biāo)表示電壓，用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來，得到伏安特性曲線。（五）注意事項：1因本實驗要作出圖線，要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓、電流值，因此滑動變阻器要采用分壓接法。2電鍵閉合前滑動變阻器的滑片要移動到圖中的A點。3電鍵閉合后，調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使燈泡的電壓逐漸增大，可在電壓表讀數(shù)每增加一個定值（如0

6、.5V）時，讀取一次電流值；調(diào)節(jié)滑片時應(yīng)注意使電壓表的示數(shù)不要超過小燈泡的額定電壓。4加在燈泡兩端的電壓不能過高，以免燒毀燈泡。實驗時，應(yīng)使燈泡兩端電壓由低向高逐漸增大，不要一開始就使小燈泡在高于額定電壓下工作。因為燈絲電阻隨溫度的升高而加大，如果燈絲由低溫狀態(tài)，直接超過額定電壓使用，會由于燈絲瞬間電流過大而燒壞燈泡。練習(xí)：1、（2004年上海）小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大。某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象，用實驗得到如下數(shù)據(jù)（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）：I ( A )0.12U(V )0.600在左下框中畫出實驗電路圖，可用的器材有：電壓表、電流表、滑動變阻器（變化范圍010）、電源、

7、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。U(V)I(A)0在右圖中畫出小燈泡的UI曲線。2、用圖實11-7甲所示的實驗器材測定小燈泡的伏安特性曲線，要求加在小燈泡上的電壓從零開始逐漸增大到額定電壓。 (1)在方框中畫出實驗所用的電路圖，并按電路圖用導(dǎo)線把實物圖連接起來。 (2)某同學(xué)根據(jù)所測幾組數(shù)據(jù)畫出圖實11-7乙所示的圖線，圖線是一條曲線而不是直線，原因是_，小燈泡是_W。圖實11-7甲圖實11-7乙3(2010·萊蕪模擬)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，除有一標(biāo)有“6 V，1.5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：A直流電源6 V(內(nèi)阻不計)B直流電流表03 A(內(nèi)阻0.1 以下)C直

8、流電流表0300 mA(內(nèi)阻約為5 )D直流電壓表010 V(內(nèi)阻約為15 k)E滑動變阻器10 ，2 AF滑動變阻器1 k，0.5 A實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測量(1)實驗中電流表應(yīng)選用_，滑動變阻器應(yīng)選用_(均用序號表示)(2)在方框內(nèi)畫出實驗電路圖圖實614(3)試將圖實614所示器材連成實驗電路測量金屬電阻的電阻率螺旋測微器一. 特色：適用于測量硬度較高或不易產(chǎn)生形變的物體。二. 結(jié)構(gòu)螺旋測微器也稱千分尺，它主要由主尺和螺旋尺組成，其各部分名稱及主要用途是：主尺：用于讀取固定刻度所顯示的最大毫米刻度數(shù)(包括毫米); 螺旋尺: 用于讀取主尺上固定刻度的水平線對應(yīng)的

9、螺旋尺上可動刻度的刻度(包括估讀); 旋鈕：用于緊固被測物；微調(diào)旋鈕：用于可動尺的微調(diào)；測微螺桿; 小砧. 如圖所示.三. 用法：使用螺旋測微器時，為使每次測量均在被測物上施以相同的壓力，以減少形變誤差；也為了避免損壞精確的螺旋刻度起見，當(dāng)頂針已將被測物輕輕夾住時，勿再旋轉(zhuǎn)圓柱套筒，此時應(yīng)旋轉(zhuǎn)位于套筒后的微調(diào)鈕，直到聽到三響“滴答”聲為止，讀取數(shù)值即可。四. 原理：1. 螺旋測微器的精度：螺旋測微器是利用將直線距離轉(zhuǎn)化為角位移的原理制成的. 主尺上的固定刻度的最小分度值為0.5 mm，螺旋尺即可動刻度共有50個分度，當(dāng)可動刻度尺旋轉(zhuǎn)一周時，它在主尺上前進(jìn)或后退一個刻度，則可動刻度每轉(zhuǎn)過一個分格

10、時，可動小砧前進(jìn)或后退0.01 mm，所以它測量的長度可達(dá)到精度為0.01 mm.2. 使用及讀數(shù)方法：將待測物放在兩小砧之間，然后用旋鈕將被測物緊固，再用微旋鈕調(diào)整，直至發(fā)出“嗒嗒”聲后讀數(shù). 先讀固定尺讀數(shù)，要讀出整毫米刻度，要注意有無半毫米刻度出現(xiàn)，再讀出固定刻度上的水平線對應(yīng)的可動刻度尺上的讀數(shù)(要有估讀數(shù)據(jù))，將此數(shù)乘以后與固定刻度上的讀數(shù)相加即得到最后讀數(shù).3. 讀值計算練習(xí)：（圓柱上加上套筒上的讀數(shù)）圓柱上的讀數(shù)（21 + Dx ）mm套筒上的讀數(shù)Dx = 0.495 mm讀值：（）= 21.495 mm.4. 螺旋測微器讀出數(shù)據(jù)的位數(shù)：由于螺旋測微器也精確到0.01 mm，且可

11、估讀，所以如果以毫米為單位，最后讀數(shù)中小數(shù)點后面一定有三位數(shù)，不夠三位的，要用零補齊.游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺的讀數(shù)部分由主尺（最小分度為1 mm）和游標(biāo)尺兩部分組成.按照游標(biāo)的精度不同可分為三種：（1）10分游標(biāo)，其精度為0.1 mm；（2）20分游標(biāo)，其精度為0.05 mm；（3）50分游標(biāo)，精度為0.02 mm.它們的共同特點（也是它們的測量原理）是：游標(biāo)上的全部刻度之長比主尺上相應(yīng)的刻度之長短1 mm.以20分游標(biāo)為例，游標(biāo)上20個分度全部之長為19 mm，比主尺上20個分度短1 mm，所以游標(biāo)上每個分度比主尺短0.02 mm，當(dāng)在兩測腳間放一厚0.04 mm的物體時，則游標(biāo)的第2條刻線將與主

12、尺的刻線對齊，其余的刻線與主尺上的刻線都不對齊. 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法是：以游標(biāo)0刻度線為準(zhǔn)在主尺上讀出整毫米數(shù)，再看游標(biāo)尺上哪一條刻度線與主尺上某刻度線（不用管是哪一條線）對齊，由游標(biāo)上讀出毫米以下的小數(shù)，則總的讀數(shù)為：主尺上的整毫米數(shù)L1+游標(biāo)上的毫米以下的小數(shù)L2. 下表所示即為上述三種游標(biāo)尺的設(shè)計原理和讀數(shù)方法游標(biāo)尺（mm）精度（mm）測量結(jié)果（游標(biāo)尺上第n個格與主尺上的刻度線對正時）(mm)刻度格數(shù)刻度總長度每小格與1毫米差10205091949nnn由于游標(biāo)卡尺在讀數(shù)時要分辨游標(biāo)上的哪一條刻線與主尺上的刻線對的最齊，這里已包含了估讀的因素，所以游標(biāo)卡尺一般不再往下估讀.不過用10分游

13、標(biāo)尺讀數(shù)時，可在毫米的百分位上加一個“0”，表示該讀數(shù)在毫米的10分位上是準(zhǔn)確的，以區(qū)別于毫米刻度尺的讀數(shù).例有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游標(biāo)上有20個小的等分刻度.用它測量一工件的長度，如圖5-1-4所示.圖示的讀數(shù)是_mm. 練習(xí)圖是用螺旋測微器測量三根金屬棒直徑的示意圖，從左到右三根金屬棒的直徑依次為：mm、mm、mm。2.下圖所示，甲、乙游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別為甲圖mm，乙圖mm。3.（1）已知不同的工具測量某物體的長度時，有下列不同的結(jié)果：ABC D其中，用最小分度值為厘米的刻度尺測量的結(jié)果是_；用游標(biāo)尺上有10個等分刻度的游標(biāo)卡尺測量的結(jié)果是_。（2）一同學(xué)用一游標(biāo)尺上標(biāo)有

14、20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一物體的長度測得的結(jié)果如圖所示，則該物體的長度L=_ m。4讀出下圖中游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_mm.；螺旋測微器的讀數(shù)為_mm.5、下圖中50分度游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)分別為_mm和_mm。0123456cm0 5 102530電源電動勢和內(nèi)阻的測定【知識整合】1實驗?zāi)康模簻y電源的電動勢和內(nèi)阻。圖 12實驗原理：（1）用電壓表、電流表、可變電阻（如滑動變阻器）測量。如圖1所示：測出兩組_值，就能算出電動勢和內(nèi)阻。原理公式：_（2）用電流表、電阻箱測量。如圖2所示：圖2測出兩組_值，就能算出電動勢和內(nèi)阻。原理公式：_圖3（3）用電壓表、電阻箱測量。

15、如圖3所示：測出兩組_值，就能算出電動勢和內(nèi)阻。原理公式：_這幾種方法均可測量，下面我們以圖1所示的方法介紹實驗步驟和實驗數(shù)據(jù)的處理方法。3實驗器材：電池（待測電源）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線，坐標(biāo)紙。4實驗步驟：（1）確定電流表、電壓表的量程，按照電路原理圖把器材連接好。（2）把滑動變阻器滑片移到電阻最大的一端。（3）閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù)，用同樣方法測量并記錄幾組I、U值。（4）斷開電鍵，整理好器材。（5）數(shù)據(jù)處理：在坐標(biāo)紙上作UI圖，求出E、r5注意事項：（1）實驗電路圖：安培表和滑動變阻器串聯(lián)后與伏特表并聯(lián)。（2）測量誤差：

16、E、r測量值均小于真實值。（3）安培表一般選00.6A檔，伏特表一般選03V檔。（4）電流不能過大，一般小于0.5A?！局仉y點闡釋】實驗數(shù)據(jù)的處理是本實驗中的一個難點。原則上，利用兩組數(shù)據(jù)便可得到結(jié)果，但這樣做誤差會比較大，為此，我們可以多測幾組求平均，也可以將數(shù)據(jù)描在圖上，利用圖線解決問題。利用圖線處理數(shù)據(jù)時，要明確：（1）圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓，它反映的是：當(dāng)電流強度I增大時，路端電壓U將隨之減小，U與I成線性關(guān)系，U=E-Ir。也就是說它所反映的是電源的性質(zhì)，所以也叫電源的外特性曲線。（2）電阻的伏安特性曲線中，U與I成正比，前提是R保持一定，而這里的U-I圖線中，E、r不變，外電阻R改

17、變，正是R的變化，才有I和U的變化。實驗中至少得到5組以上實驗數(shù)據(jù)，畫在圖上擬合出一條直線。要求：使多數(shù)點落在直線上，并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點的個數(shù)要大致相等，這樣，可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高精確度。將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距點意味著斷路情況，它的數(shù)值就是電源電動勢E。橫軸截距點（路端電壓U=0）意味著短路情況，它的數(shù)值就是短路電流。說明：兩個截距點均是無法用實驗實際測到的，是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。由于r一般很小，得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結(jié)果準(zhǔn)確，可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始，計算r時選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點求得。【典型例題】例1：在測一節(jié)干電池（電動勢約為

18、1.5V，內(nèi)阻約為2）的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，變阻器和電壓表各有兩個供選：A電壓表量程為15V，B電壓表量程為3V，A變阻器為（20，3A），B變阻器為（500，0.2A）。電壓表應(yīng)該選（填A(yù)或B），這是因為_。變阻器應(yīng)該選（填A(yù)或B），這是因為_。例2：如圖圖中R為已知電阻，Rx為待測電阻，K1為單刀單擲開關(guān)，K2為單刀雙擲開關(guān)，V為電壓表（內(nèi)阻極大），E為電源（內(nèi)阻不可忽略）。現(xiàn)用圖中電路測量電源電動勢E及電阻Rx。（1）寫出操作步驟：_ _（2）由R及測得的量，可得E=，Rx=。例3：測量電源B的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r）。器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.5A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4，滑線變阻器R/，電鍵K，導(dǎo)線若干。畫出試驗電路原理圖。圖中的元件需要用題目中給出的符號或字母標(biāo)出。實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)I1時，電壓表讀數(shù)為U1；當(dāng)電流表讀數(shù)I2時，電壓表讀數(shù)為U2。則可以求出E=_，r=_（用I1、I2、U1、U2及R表示）123U/VI/A練習(xí)(2008年