高二物理限流电路和分压电路

限流电路和分压电路1. 限流和分压接法的比较图2SR0R用U（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用两端的电压调节范围：UU用UR用/（R0+R用），电流调节范围：U/R用I用U/（R0+R用 ）。即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小。要使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。图3SR0R用EAB （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：在电源电压不变的情况下，R用两端的电压调节范围为UU用0，即电压可调到零，电压调节范围大。电流调节范围为E/R用I用0。 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。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100A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.图3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的总电阻，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，电路中电流变化不明显，测得的电压和电流取值范围小。例3、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0.04）B.毫安表（0300mA，内阻约4）C.电压表（010V，内阻10K）D.电压表（03V，内阻10K）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010，额定电流1A）H.可变电阻（阻值范围050，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：表及内外解法的选取小电珠的额定电流=0.16A=16mA300mA，电流表应选B。=6.3V10V，电压表选C，电源选F。=40比10K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=0.1A0.18A，而G的额定电流为1A，故从安全性上考虑不宜选用H。由于40是可变电阻G的中值的8倍，故选用分压式连接方式。若使用限流式，则在灯泡额定电压下，=A，图 8具体操作时0.16A应体现在安培表上，故滑动变阻器此时大约分压为=9V6.3V=2.7V。故此时滑动变阻器调节的阻值R=1710，因此G不可能用限流法，必须使用分压式。答案：BCFGI；电路图如图7所示，实物连接如图8所示解法指导 本题的关键是在“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20K-50 K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（量程）；C、电流表（量程）；D、电流表（量程）E、滑动变阻器R（最大阻值）；F、电源（电动势4V）；G、电键K。（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。图3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10，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0.5的电流表。B. 量程为3V，内阻是6K的电压表。C. 阻值是0-20，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10，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（020），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、电压不超额定值，电源不过载）、有效（调节范围够用）的前题下，若R用R0，则只能采用分压电路.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，由于Rx，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，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin=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；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。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