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高中物理:滑动变阻器的限流和分压连接
1、限流和分压接法的比较
滑动变阻器常用的接法有两种,如图1所示为限流式接法,图2为分压式接法。这两种接法都可以对用电器R进行电流和电压的控制。在滑动触头P由移动的过程中,若不计电源内电阻,两种电路对R的电流和电压的控制情况如下表:
限流电路
(图1)
分压电路
(图2)
电阻R的电压调节范围
电阻R的电流调节范围
在限流电路(图1)中,电阻R上的电流强度
当时,无论怎样改变的大小,都不会使通过R的电流有明显变化。可见,只有在或两者相差不多的情况下,滑动变阻器才会对R上的电流有明显的控制作用。
在分压电路(图2)中,不管电阻R的大小如何,调节滑动变阻器触头位置,都可以使通过被测电阻R的电流由0变到,通过被测电阻R的电流有明显变化。
从电能损耗方面分析,图1的损耗比图2要小,且图1具有电源负担轻,电路连接简便等优点。
2、两种接法的选用原则
(1)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1、某电压表的内阻在之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:
待测电压表V(量程3V);
电流表(量程);
电流表(量程);
电流表(量程)
滑动变阻器R(最大阻值);
电源(电动势4V);
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。
分析:将电流表、电压表串联,只要读出两表读数,即可用公式求得电压表的内阻。通过电压表的最大电流值
故电流表应选。
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。
(2)要求负载上电压或电流变化范围较大,或者需要从零开始连接可调,须用分压式接法。
例2、已知某电阻丝的电阻约为,现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用;
A. 量程为,内阻是的电流表。
B. 量程为3V,内阻是的电压表。
C. 阻值是,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。
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,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