內(nèi)外接法、限流分壓式的選擇

1、電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)基礎(chǔ)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)基礎(chǔ)用電壓表測(cè)被測(cè)量電阻兩端的電壓用電壓表測(cè)被測(cè)量電阻兩端的電壓用電流表測(cè)流過被測(cè)量電阻電流用電流表測(cè)流過被測(cè)量電阻電流IUR一、伏安法測(cè)電阻一、伏安法測(cè)電阻 內(nèi)外接法的選擇內(nèi)外接法的選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)xAxRxARxRRRIUUIUR測(cè)測(cè)測(cè)由于由于電流表分壓電流表分壓引起的。引起的。若若 時(shí)，采用電流表內(nèi)接法時(shí)，采用電流表內(nèi)接法XRARxVxVxVRxRxRRRRRIIUIUR測(cè)測(cè)測(cè)由于由于電壓表分流電壓表分流引起的。引起的。RXVARXAVXRVR若若 時(shí)，采用電流表外接法時(shí)，采用電流表外接法。R測(cè)R真R測(cè)R真1、采用電流表內(nèi)接法的條件：RxR

2、A 采用電流表外接法的條件：RvRx電流表內(nèi)、外接判斷方法用試觸法進(jìn)行判斷當(dāng) （即 )時(shí)用內(nèi)接法xAVRR R2、當(dāng)不滿足RxRA和RvRx關(guān)系時(shí)當(dāng)（即 )時(shí)用外接法xAVRR R當(dāng) 時(shí)，用內(nèi)、外接法均可xAVRR R3、當(dāng)Rx、RA、Rv的阻值未知時(shí)xvAxRRRRxvAxRRRR試觸法試觸法b.b.選擇方法：將電壓表分別接選擇方法：將電壓表分別接a a、b b兩點(diǎn)兩點(diǎn)結(jié)論：兩次接觸，那個(gè)表示數(shù)變化明顯結(jié)論：兩次接觸，那個(gè)表示數(shù)變化明顯 , R, Rx x就與那就與那個(gè)表個(gè)表“近接近接”a.a.條件：未給出條件：未給出R RX X的估計(jì)阻值的估計(jì)阻值RXVAPab比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法

3、電流表內(nèi)接法電流表外接法電流表外接法電路電路誤差來源誤差來源測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果適用條件適用條件實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路（電流表內(nèi)外接法）（電流表內(nèi)外接法）選擇的依據(jù)選擇的依據(jù) R測(cè)測(cè)U/IRx 偏大偏大R測(cè)測(cè)U/IRx 偏小偏小電流表的分壓電流表的分壓電壓表的分流電壓表的分流1 1）、限流式：）、限流式：2 2）、分壓式：）、分壓式：AVRXRLAVRLRX二、滑動(dòng)變阻器的兩種接法二、滑動(dòng)變阻器的兩種接法優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，省電優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，省電不足：電壓不足：電壓不能不能從零開始從零開始優(yōu)點(diǎn)：電壓優(yōu)點(diǎn)：電壓能能從零開始從零開始不足：電路復(fù)雜，費(fèi)電不足：電路復(fù)雜，費(fèi)電電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)負(fù)載負(fù)

4、載R RX X的電壓調(diào)節(jié)范圍的電壓調(diào)節(jié)范圍在合上開關(guān)以前，一定要使滑動(dòng)變阻器所使用的阻值最大在合上開關(guān)以前，一定要使滑動(dòng)變阻器所使用的阻值最大R RX XPabERr=0EERRRXXEIP 源R RX XPabERr= 0負(fù)載負(fù)載R RX X的電壓調(diào)節(jié)范圍的電壓調(diào)節(jié)范圍0-E0-E在合上開關(guān)以前，一定要在合上開關(guān)以前，一定要使滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的初始位使滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭的初始位置置于置置于a a端以使負(fù)載上的電端以使負(fù)載上的電壓和電流最?。ň鶠榱悖汉碗娏髯钚。ň鶠榱悖┍容^項(xiàng)目比較項(xiàng)目限流式接法限流式接法分壓式接法分壓式接法電路電路電壓調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)的范圍范圍電流調(diào)節(jié)的電流調(diào)節(jié)的范圍范圍電能損

5、耗電能損耗電路連接電路連接控制電路控制電路（滑動(dòng)變阻器的接法）（滑動(dòng)變阻器的接法）的比較：的比較： EIR電源負(fù)擔(dān)輕電源負(fù)擔(dān)輕 E（IR+Iap）電源負(fù)擔(dān)重電源負(fù)擔(dān)重簡(jiǎn)便簡(jiǎn)便復(fù)雜復(fù)雜控制電路選擇方法及所應(yīng)電阻的選擇控制電路選擇方法及所應(yīng)電阻的選擇 限流接法限流接法 （ 通常情況 ） 電流、電壓能達(dá)到要求的電流、電壓能達(dá)到要求的 調(diào)節(jié)范圍；調(diào)節(jié)范圍；不超過測(cè)量?jī)x表的量程，不超過測(cè)量?jī)x表的量程，不超過各元件允許的最大電流。不超過各元件允許的最大電流?？刂齐娐愤x擇方法及所應(yīng)電阻的選擇控制電路選擇方法及所應(yīng)電阻的選擇 分壓接法分壓接法： （三種特殊條件三種特殊條件 ） a 、要求某部分電路的電壓或、要

6、求某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)可調(diào)。電流從零開始連續(xù)可調(diào)。b、采用限流接法時(shí)無論怎樣、采用限流接法時(shí)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電路中的電調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電路中的電流（電壓）都會(huì)超過電表量程流（電壓）都會(huì)超過電表量程或元件允許的最大電流?；蛟试S的最大電流。c、用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻，不利、用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻，不利于測(cè)量獲得多組數(shù)據(jù)。于測(cè)量獲得多組數(shù)據(jù)。 例例1.1.用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻用伏安法測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻R R，試把圖中給出的器，試把圖中給出的器材連接成測(cè)量材連接成測(cè)量R R的合適的電路。圖中安培表的量程為的合適的電路。圖中安培表的量程為0.6A0.6A，

7、內(nèi)阻接近，內(nèi)阻接近11，伏特表的量程為，伏特表的量程為3V3V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為5K;5K;電源的電動(dòng)勢(shì)為電源的電動(dòng)勢(shì)為6V6V，變阻器的阻值為，變阻器的阻值為020 020 。在閉合。在閉合電鍵前，變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。電鍵前，變阻器滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。解：金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電解：金屬導(dǎo)線的電阻不大，安培表應(yīng)外接，變阻器電阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：阻比較大，可用限流接法，畫出電路圖如下：+-RXAV+例例2 2：有一個(gè)電阻：有一個(gè)電阻R Rx x，其阻值大約是，其阻值大約是25k 25k ，可供選擇，可供選擇的器材是：的器材是：電流表電流表A A

8、1 1 (0-100A, 2k) (0-100A, 2k)電流表電流表A A2 2 (0-500A, 300) (0-500A, 300)電壓表電壓表V V1 1 (0-10V, 100k (0-10V, 100k）電壓表電壓表V V2 2 (0-50V, 500K (0-50V, 500K）直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 E E（15V15V，1A1A） 滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器 R (1k, 1W) R (1k, 1W) 電鍵電鍵K K和若干根導(dǎo)線和若干根導(dǎo)線 試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模x取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測(cè)量盡可能試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模x取適當(dāng)?shù)碾娐?，使測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。準(zhǔn)確，

9、并畫出電路圖，再將如圖示的實(shí)物連線。+ +E E=15V=15V25K25K1K1K R RX XA A2 2V V1 1A1例例3 3某電壓表的內(nèi)阻在某電壓表的內(nèi)阻在202050k50k之間之間, ,現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)現(xiàn)要測(cè)量其內(nèi)阻阻, ,實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材: :待測(cè)電壓表待測(cè)電壓表V(V(量程量程3V)3V)電流表電流表A A1 1( (量程量程200A )200A )電流表電流表A A2 2( (量程量程5mA)5mA)電流表電流表A A3 3( (量程量程0.6A)0.6A)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R(R(最大阻最大阻1K) 1K) 電源電源( (電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)4

10、V)4V)電鍵電鍵K.K.(1)(1)所提供的電流表中所提供的電流表中, ,應(yīng)選用應(yīng)選用_(_(填寫字母代號(hào)填寫字母代號(hào)). ).(2)(2)為了盡量減小誤差為了盡量減小誤差, ,要求測(cè)多組數(shù)據(jù)要求測(cè)多組數(shù)據(jù). .試在方框中畫出試在方框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖VA1 例例4 （實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）有以下可供選用的器材及導(dǎo)線若干條（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）有以下可供選用的器材及導(dǎo)線若干條,要求使用要求使用個(gè)數(shù)最少的儀器盡可能精確地測(cè)量一個(gè)電流表的滿偏電流個(gè)數(shù)最少的儀器盡可能精確地測(cè)量一個(gè)電流表的滿偏電流A被測(cè)電流表被測(cè)電流表A1：滿偏電流約：滿偏電流約700800 ，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約100，刻度均勻

11、、總格數(shù)為刻度均勻、總格數(shù)為NB電流表電流表A2：量程：量程0.6A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.1 C電壓表電壓表V：量程：量程3V，內(nèi)阻，內(nèi)阻3kD滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值：最大阻值200E滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值：最大阻值1kF電源電源E：電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻、內(nèi)阻1.5G開關(guān)一個(gè)開關(guān)一個(gè)（1）在自己的草稿本上畫出實(shí)驗(yàn)電路圖）在自己的草稿本上畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在每個(gè)選用的儀器旁并在每個(gè)選用的儀器旁標(biāo)上題目所給的字母序號(hào)標(biāo)上題目所給的字母序號(hào)（2）測(cè)量過程中測(cè)出多組數(shù)據(jù)）測(cè)量過程中測(cè)出多組數(shù)據(jù),其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電流表其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電流表A的的指針偏轉(zhuǎn)了指針偏轉(zhuǎn)了n格，可算出

12、滿偏電流格，可算出滿偏電流Ig=_，式中除，式中除N、n外外,其他字母符號(hào)代表的物理量是其他字母符號(hào)代表的物理量是_ A例例5有一個(gè)電阻有一個(gè)電阻Rx，其阻值大約在，其阻值大約在4050之間，現(xiàn)之間，現(xiàn)要進(jìn)一步測(cè)量其電阻，手邊現(xiàn)有器材如下：要進(jìn)一步測(cè)量其電阻，手邊現(xiàn)有器材如下：電源電源E（電動(dòng)勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為0.5）；）；電壓表（電壓表（0-3-15V，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為10k）；）；電流表（電流表（0-0.6-3A，內(nèi)阻約為，內(nèi)阻約為1）；）；滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R1（阻值（阻值0-10，額定電流，額定電流2A）；）；滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R2（阻值（阻值0-1700，額定電流

13、，額定電流0.3A）；）；電鍵電鍵K和導(dǎo)線若干和導(dǎo)線若干.電壓表的量程應(yīng)選電壓表的量程應(yīng)選 ，電流表的量程應(yīng)選，電流表的量程應(yīng)選 ，滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用變阻器應(yīng)選用 。 請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（1）15V，3A，R1 (2)分壓器接法，電流表外接法分壓器接法，電流表外接法 【例題【例題6 6】（20062006年全國(guó)年全國(guó)、）現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表現(xiàn)要測(cè)量某一電壓表 的內(nèi)阻。給定的器的內(nèi)阻。給定的器材有：待測(cè)電壓表材有：待測(cè)電壓表 （量程（量程2V2V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約4k4k）；電流表）；電流表 （量程（量程1.2mA1.2mA，內(nèi)阻約內(nèi)阻約500500）；直流電源）；直流電源E

14、E（電動(dòng)勢(shì)約（電動(dòng)勢(shì)約2.4V2.4V，內(nèi)阻不計(jì)）；固定電阻，內(nèi)阻不計(jì)）；固定電阻3 3個(gè)：個(gè)：R R1 1=4000=4000，R R2 2=10000=10000，R R3 3=15000=15000；電鍵；電鍵S S及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量時(shí)及導(dǎo)線若干。要求測(cè)量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。 試從試從3 3個(gè)固定電阻中選用個(gè)固定電阻中選用1 1個(gè)，與其它器材一起組成測(cè)量電路，并在虛線個(gè)，與其它器材一起組成測(cè)量電路，并在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)框內(nèi)畫出測(cè)量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號(hào)標(biāo)出。）出

15、。） 電路接通后，若電壓表讀數(shù)為電路接通后，若電壓表讀數(shù)為U U，電流表讀數(shù)為，電流表讀數(shù)為I I，則電壓表內(nèi)阻，則電壓表內(nèi)阻R RV V =_=_。VVA 【命題意圖】【命題意圖】本題考查了電壓表內(nèi)阻的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)中真本題考查了電壓表內(nèi)阻的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)中真正的正的難點(diǎn)在于如何獲得電壓表中流過的電流大小難點(diǎn)在于如何獲得電壓表中流過的電流大小，此時(shí)，此時(shí)可以用電流表與定值電阻配合完成電流表的功能。原理可以用電流表與定值電阻配合完成電流表的功能。原理還是部分電路的歐姆定律，關(guān)鍵是靈活的運(yùn)用。還是部分電路的歐姆定律，關(guān)鍵是靈活的運(yùn)用。R1SE AV1RUIUA2A1A2A1Rx 三、伏安法測(cè)電阻三、伏安

16、法測(cè)電阻之之發(fā)散思維發(fā)散思維電流表的創(chuàng)新使用測(cè)電壓電流表的創(chuàng)新使用測(cè)電壓條件：已知電流表?xiàng)l件：已知電流表A A2 2的內(nèi)阻的內(nèi)阻, ,將將A2 2看成一個(gè)電壓表使用看成一個(gè)電壓表使用VA電壓表（電流表）是一個(gè)能讀出其電壓表（電流表）是一個(gè)能讀出其兩端電壓（通過其電流）的電阻兩端電壓（通過其電流）的電阻沒有系統(tǒng)誤差沒有系統(tǒng)誤差I(lǐng)URV2122IIRIRAx1221IRIRAA沒有系沒有系統(tǒng)誤差統(tǒng)誤差此電路能否測(cè)量出電流表的內(nèi)阻？此電路能否測(cè)量出電流表的內(nèi)阻？根據(jù)并聯(lián)分流進(jìn)行測(cè)量根據(jù)并聯(lián)分流進(jìn)行測(cè)量沒有系沒有系統(tǒng)誤差統(tǒng)誤差電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)V1v2RxV2v1電壓表的創(chuàng)新使用測(cè)電流電

17、壓表的創(chuàng)新使用測(cè)電流2211VVRUUR 221VxRUUR 條件：已知電壓表?xiàng)l件：已知電壓表V V2 2的內(nèi)阻的內(nèi)阻, ,將將V2 2看成一個(gè)電流表使用看成一個(gè)電流表使用沒有系沒有系統(tǒng)誤差統(tǒng)誤差存在系存在系統(tǒng)誤差統(tǒng)誤差RxV2v12221VxRUUURR0V2v102122RUUURV能否消除？根據(jù)串聯(lián)分壓進(jìn)行測(cè)量沒有系統(tǒng)誤差沒有系統(tǒng)誤差 【備考提示備考提示】在很多情況下，電壓表和電流表（已知內(nèi)阻）的功用可以互換。在很多情況下，電壓表和電流表（已知內(nèi)阻）的功用可以互換。有時(shí)利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實(shí)際上就是部分電有時(shí)利用一塊電表配合定值電阻也可以完成功能的互換。實(shí)際上就

18、是部分電路歐姆定律的變形運(yùn)用。在處理時(shí)，一定要明確原理，靈活運(yùn)用。路歐姆定律的變形運(yùn)用。在處理時(shí)，一定要明確原理，靈活運(yùn)用。 替代法測(cè)量電阻替代法測(cè)量電阻RxRA比較法測(cè)量電阻比較法測(cè)量電阻I1ARRxARRxI2I2R =I1 Rx Rx = I2R /I1 （不計(jì)電源內(nèi)阻）不計(jì)電源內(nèi)阻）四、電路設(shè)計(jì)、儀器選擇四、電路設(shè)計(jì)、儀器選擇的原的原則則電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí) 從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來來測(cè)量電流表測(cè)量電流表A1的內(nèi)阻的內(nèi)阻r1，要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量要求方法簡(jiǎn)捷，有盡可能高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。（精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)。（1）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)）在虛線方框中畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號(hào)。（明所用器材的代號(hào)。（2）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算，）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算，r1，則所用的表達(dá)式為則所用的表達(dá)式為r1=_，式中各符號(hào)的意義是：，式中各符號(hào)的意義是：_。器材（代號(hào)）器材（代號(hào)）規(guī)格規(guī)格電流表電流表(A1 )量程量程10mA ，內(nèi)阻，內(nèi)阻r 1待測(cè)（約待測(cè)（約40）電流表電流表(A2 )量程量程500A，內(nèi)阻，內(nèi)阻r2 =750 電壓表電壓表(V)量程量程10V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r3 =10k 電阻電阻(R1 )阻值約阻值約100 ，作保護(hù)電阻用，作保護(hù)電