专题03 分压和限流—备战2022年高考物理实验专题强化训练

专题03 分压和限流 滑动变阻器的两种接法 （1）两种接法及对比 两种接法 限流接法 分压接法 电路图（图中R为负载电阻，R0为滑动变阻器） 闭合电键前滑片位置 滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大 滑动触头在最左端，即开始时R上分得的电压为零 负载两端的电压调节范围 0~U 通过负载的电流调节范围 0~ 接线情况 用到滑动变阻器一上一下两个接柱 用到滑动变阻器两下一上三个接柱 （2）方法选择 通常滑动变阻器以限流式为主，但遇到下述三种情况时必须采用分压式。 ①当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须选用分压接法。 ②若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法。 ③要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时（如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等），即大范围内测量时，必须采用分压接法 1. 现要测量一待测电阻的阻值，所用器材如下： 标准电流表A1（量程250mA，内阻r1=5Ω）； 电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω）； 待测电阻R1（阻值约为100Ω）； 滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）； 电源E（电动势约为3V，内阻r约为10Ω）； 单刀单掷开关，导线若干。 ①要求方法简捷、测量精确，并能测量多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号___________。 ②实验中，需要直接测量的物理量有___________，用测得的量表示待测电阻R1的阻值R1=___________。 【答案】 (1). (2). 电流表A1、A2的读数为I1、I2 (3). 【解析】 ①[1]本题中没有电压表，但标准电流表A1的内阻r1=5Ω，可视为电压表，滑动变阻器阻值较小，采用分压器的接法，如图所示 ②[2]实验中，需要直接测量物理量有：电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2； [3]根据并联电路的特点可得R1两端电压为 通过电阻R1的电流为 用测得的量表示待测电阻R1的阻值 2.待测电阻Rx的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下： A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10） B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30） C．电压表V（量程15V，内阻约为3000） D．定值电阻R0＝100 E.滑动变阻器R1，最大阻值为5，额定电流为1.0A F.滑动变阻器R2，最大阻值为50，额定电流为0.5A G.电源E，电动势E＝4V（内阻不计） H.电键S及导线若干 （1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材____________________（均用器材前对应的序号字母填写） （2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号_______________； （3）待测电阻的表达式为Rx＝_________________，式中各符号的物理意义为_________． 【答案】 (1). ABDEGH (2). (3). (4). 其中、分别为和表示数，与分别为定值电阻和内阻的阻值 【解析】 【分析】 （1）电压表V量程为15V，由于电源电动势为4V，达不到其量程的三分之一，故电压表不能使用；故可用电流表与定值电阻串联扩大其电压量程，改装的电压表内阻为，改装的电压表量程为，改装后的电压表内阻较大，待测电阻的阻值较小，故电流表采用外接法，为了使电表调节范围较大，测量准确，滑动变阻器应选最大阻值为的，同时滑动变阻器采用分压式接法；经过估算当电流表满偏时，电流表也正好满篇，非常匹配，因此满足电表读数不得小于量程的三分之一，故器材选择A、B、D、E、G、H． （2）电路图如图所示： （3）待测电阻两端电压，通过待测电阻的电流，待测电阻，其中、分别为电流表和的示数，和分别为定值电阻和电流表的阻值． 3.一待测电阻阻值约为500Ω，为了较准确测量该电阻的阻值，某同学从实验室找来了下列器材： 电流表A1(量程0～40mA、内阻r1＝10Ω) 电流表A2(量程0～50mA、内阻约10Ω) 滑动变阻器R(阻值范围0～500Ω) 定值电阻R0(阻值R0=100Ω) 电源E(电动势5V) 开关、导线若干 (1)实验中要求操作方便，在方框内画出符合要求的电路图_________； (2)用I1、I2分别表示电流表A1、A2的示数，则待测电阻的阻值为____________（用已知字母表示）； (3)从设计原理看，其测量值与真实值相比___________