4.控制电路的选择:变阻器的分压式接法与限流式接法是高考的热点,虽然两种电路均可调节负载电阻的电压和电流的大小,但在不同条件下,调节效果却不一样。关于分压电路和限流电路的选择,这里有几种情况需要特别注意:
①负载电阻的阻值Rx,小于变阻器的总电阻R或相差不多,且电压电流变化不要求从零调起时,可采用限流接法。
②若要求使某部分电路的电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调,此时必须用分压电路.
③如果实验提供的电压表、电流表的量程或电阻允许通过的最大电流较小,当采用限流接法时,无论怎样调节,电路中的电流还是会超过最大电流,这时也要用分压接法.
④若负载电阻的阻值Rx远大于变阻器总电阻R,调节变阻器几乎不起作用,须用分压电路。
⑤两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流接法总功耗较小。在分压接法中,变阻器应选择电阻较小而额定电流较大的.在限流电路中,变阻器的阻值应与电路中的其他电阻比较接近。
[思想方法]
[例1]用多用表的欧姆挡“×10Ω”挡测量一个电阻的阻值,发现表的指针偏转角度极小,为了准确测定该电阻的阻值,正确的判断和做法是 ( )
A、这个电阻的阻值肯定也是极小的
B、应把选择开关换到“×1Ω”挡,将欧姆表重新调零后再进行测量
C、应把选择开关换到“×100Ω”挡,将欧姆表重新调零后再进行测量
D、为了使测量值比较准确,应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,使表笔与待测电阻接触良好
[解析]多用表是利用电流表改装而成的,在表头上串联一个较大的电阻分压即可成为电压表;而在表头上并联一个较小的电阻分流即可成为大量程的电流表。当将表头与电池、可变电阻串联后即可成为欧姆表,即欧姆档实际上是根据欧姆定律测量电阻的。测量电阻较小时电流较大,表的指针偏转角度较大;电阻较大时电流较小,表的指针偏转角度较小,故发现表的指针偏转角度极小时,肯定是电阻很大,所以应把选择开关换到“×100Ω”挡,且将欧姆表重新调零后再进行测量方可,故选项A 、B不正确;为了使测量值比较准确,应该使表笔与待测电阻接触良好,但不能用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,这样将造成测量的阻值偏小,因此本题正确答案为C。
[例2]用多用电表的欧姆表检测晶体二极管的好坏。
(1)将表笔c、d分别与二极管a、b端接触结果如图A所示。
(2)对调表笔所接触的端点,再进行上述检测,若结果如图B所示,则可判定此二极管是_______的,若结果如图C所示,则可以判定该二极管是__________的。
(3)可以判定,完好的二极管的a端是________极,b端是________极。
[解析]用多用电表中的欧姆挡检查良好的晶体二极管时,表的指针向右偏转的角度很小,这说明此时红表笔接的是二极管的正极,当将红、黑色表笔交换时,表的指针向右偏转的角度应较大。故本题的空白中答案依次为好、坏、负、正。
[例3]某同学为了较精确的测量一阻值约为20Ω的电阻Rx的阻值.
①在以下备选器材中电流表应选__________,电压表应选_______,变阻器应选_________.(只填写器材对应的字母代号)
电源E(电动势3 V、内阻可忽略不计)
电流表A1(量程50 mA,内阻约12Ω)
电流表 A2(量程3 A, 内阻约0.12 Ω)
电压表V1(量程3 V,内阻约3 kΩ)
电压表V2(量程15 V,内阻约15 kΩ)
滑动变阻器R1(0-10 Ω,允许最大电流2.0 A)
滑动变阻器R2(0-1000 Ω,允许最大电流0.5 A)
定值电阻R(30Ω,允许最大电流1.0A)
开关及导线若干
②请在方框中画出实验电路图(要求直接测量量的变化范围尽可能大一些,所选器材用对应符号标出)。
③若某次测量中,电压表读数为U,电流表读数为I,则计算待测电阻的阻值表达式为Rx=________________。
[解析]测量电阻的阻值一般利用伏安法,电压表显然应选量程为3 V 的V1;根据欧姆定律容易求得电路中的最大电流
,显然超过了电流表A1 50 mA的量程,但电流表 A2的量程又太大,故我们可以将定值电阻R(30Ω)与待测电阻Rx相串联,此时电路中的最大电流
,利用电流表A1 测量电流即可。
由于要求直接测量量的变化范围尽可能大一些,故只能采用分压电路,且滑动变阻器使用电阻较小的R1。
最后我们确定电流表的解法:由于此时电路的临界电阻
,则应该利用电流表的外接法。由此得到实验电路图如图所示,当电压表读数为U,电流表读数为I,则计算待测电阻的阻值表达式
.
[例4]从下表中选取出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,画在下面的方框中,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测出多组数据。
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器材(代号) |
规格 |
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电流表(A1) |
量程10mA,内阻r1待测(约40Ω) |
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电流表(A2) |
量程500μA,内阻r2=750Ω |
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电压表(V) |
量程10V,内阻r3=10kΩ |
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电阻(R1) |
阻值约100Ω,作保护电阻用 |
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滑动变阻器(R2) |
总阻值约50Ω |
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电池(E) |
电动势1.5V,内阻很小 |
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电键(S) |
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导线若干 |
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[解析]要测量电流表A1的内阻,按常规思想应用伏安法,将电压表并联在待测电流表两端,但根据本题所提供的仪器,我们可以首先肯定,在本实验中不可能用到电压表,因为电源的电动势只有1.5V,而电压表的量程为10V,最多不到满偏的1/6,用它来读数误差太大,因此该实验能用到的电表只可能用两块电流表。
两块电流表有可能串联,也有可能并联,但题目中电流表A2的内阻r2已知,因此将两电流表并联,根据并联规律I1r1=I2r2可求出电流表A1的内阻r1=
。
加在电流表两端的电压最大值Um=Imr2=0.375V,而滑动变阻的最大阻值只有50Ω,如果将滑动变阻器接成限流,会超过电流表的量程,将它们烧坏。如果仅仅将滑动变阻器接成分压,滑动变阻器可调节的范围很小,只有全长的1/4,这样测量的次数比较少。故应将定值电阻R1接在干路上用作限流,电路图如图所示。
[例5]现有器材:量程为10.0mA、内阻约30
-40
的电流表一个,定值电阻R1=150
,定值电阻R2=100
,单刀单掷开关K,导线若干。要求利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5V)的电动势。
![]()
(1)按要求在实物图上连线。
(2)用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E= ,式中各直接测得量的意义是: .
[解析]根据提供的器材,可任取一个定值电阻与电流表、干电池、开关接成一个串联电路,用欧姆定律建立方程组进行测量。但在本题中,电流表量程为10.0mA,干电池的电动势约为1.5V,如果把定值电阻R1与电流表、干电池、开关接成一个串联电路,则回路中总电阻约为180
,回路中电流约为1.5V /180
=8.3mA,而如果把定值电阻R2与电流表、干电池、开关接成一个串联电路,,则回路中总电阻约为130
,回路中电流约为
3. 电路的选择:伏安法测电阻时,电路分电流表内接法与外接法两种方式.由于电表内阻的影响,会给测量带来误差.但合理地选择内接或外接法有利于减小误差.①电流表外接法中由于电压表的分流作用(电流表的内阻对测量结果不产生影响),使得测量值R是被测电阻的真实值和电压表内阻的并联值,小于真实值.②电流表内接时则由于电流表的分压作用(电压表的内阻对测量结果不产生影响),使得测量值是被测电阻的真实值和电流表内阻的串联值,将大于真实值.一般地,在
>
时,即测量阻值较小的电阻时,电压表的分流作用小,采用电流表外接法.而在
<
时,即测量阻值较大的电阻时,电流表的分压作用小,采用电流表内接法.而当
=
时,两种接法均可。
在实际中,我们往往通过求出临界电阻
,并将待测电阻与之比较,采取“小外大内”的简捷结论进行处理。
2. 伏安法测电阻最根本的方法是利用欧姆定律
,只要测出电阻两端的电压和通过电阻的电流强度即可得到电阻
。器材选择的原则:所谓选择电学实验仪器实际上主要是电表、滑动变阻器、电源等器件的选择,其基本原则是安全、准确、方便。即保证测量值均不超过使用量程,同时使指针有较大偏转,以减少测读的误差;同时要根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器.
1.考试大纲规定的电学学生实验包括:用描述法画出电场中平面上的等势线;测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器);描绘小电珠的伏安特性曲线;把电流表改装为电压表;测定电源的电动势和内阻;用多用电表探索黑箱内的电学元件;练习使用示波器;传感器的简单应用。
假如你叫李华,是某中学学生。最近你校在为一批来自英国的学生征寻住宿家庭,你有意申请。请根据下表提供的信息用英语给校长写封信,说明你申请的理由
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申请理由 |
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其 他 |
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注意:1.文章必须包括所有要点2.词数:120。信的开头已为你写好,不计入总词数。
Dear sir,
I’m writing to request a valuable chance to be one of the host families for the British students.
Sincerely yours,
Li Hua
2009-2010学年(下)厦门理工学院附中
8. His face was pale and he __________________________ .(看起来吓得要死)
7. I _____ not ____________ (意识到)her presence till she spoke to me.
6. Once I have (收到你的来信) you, I’ll be ready to make a decision
5. The doctor strongly recommended that he .医生强烈的建议他休息。
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