用滑线变阻器分压和限流
用滑线变阻器分压和限流
电路一般都包括电源、控制和测量三部分。三部分中测量电路是根据实验目的事先确定的，它等效于一个负载。根据要求，必须给负载提供一定的电压和电流，这就确定了电源的规格。控制电路的作用是控制负载的电流和电压达到要求，完成这一任务的电路分别称限流电路和分压电路。滑线变阻器的优点是连续可调，串联在电路中可控制电流大小，并联在电路中可控制电压，因而常用的电路控制元件。
本实验通过对滑线变阻器分压特性和限流特性的研究，了解滑线电阻与负载应如何匹配从而达到预期结果。
【实验目的】
1、了解基本电学仪器的性能和使用方法；
2、掌握滑线变阻器限流与分压两种电路的联接方法、性能和特点； 2、熟悉电学实验的基本操作规程和安全常识。
【实验仪器】
稳压电源，滑线变阻器，电阻箱，电压表，电流表，开关，导线（红、黑各
4条）。
【实验原理】
1. 滑线变阻器的分压特性
图1 分压电路
滑线变阻器作分压的电路如图1所示。滑线变阻器的两固定端分别接于电源的正负极，负载电阻与R 1并联，U 0为电源的端电压。
电路的总电阻R 可以看成是R 1和R L 并联后，再与R 2串联：
L
L
R R R R R R ++
=112
因此，回路的总电流I 为
L
L
R R R R R U R
U I ++
==
1120
（1）
而R L 上的电压U L 即为
L
L L L
L L
L
L L L R R R R R U R R R R R R R U R R R R R R R R I U 112011120
1111)(++=
++
+=+?= （2）
对于一定的电源E 和负载R L ，U L 只与R 1和R 2有关，又注意到021R R R =+是一常量（即滑线变阻器的总电阻），所以可以表示出U L 与滑键位置的关系。为了得到较明显而普遍的式子，现令
1
R R X =
（滑键在电阻上的相对位置） 0
R R K L
=
（负载与电阻之比） 则负载R L 上的电压为
2
X
X K KXU U L -+=
（3） 则
2
0L U KX
U K X X =+- 2. 滑线变阻器的限流特性
图2 限流电路
滑线变阻器作限流器的电路如图2所示。这时负载R L 中电流等于
2
R R U I L L +=
若K 与X 的定义式不变，并令L
R U I 0
0=
，则可导出通过负载的电流 X
K KI I L -+=
10
则
01L I K I K X
=+-
【实验内容与步骤】
1.
分压电路
1） 按照图1连接分压线路，电源电压调至3V ，负载R L 调至10000Ω（即K=10）， 电压表量程调至3V 。
2） 闭合电源开关（如果发现电压或电流过大，要立即切断电源）。
3） 移动滑线变阻器的滑动头，其相应位置分别为X=,,,, ,, ,,,,时，测负载上的电压值写进表1中，并计算U L /U 0写进表1中。
4） 调节R L 为1000Ω，500Ω，100Ω，10Ω时，重复步骤1)-3)。 5） 用表1中的数据画出K=10,1,,,时的U L /U 0与X 的关系曲线。 2. 限流电路
1） 按照图2连接限流线路，电源电压调至10V ，负载R L 调至10000Ω（即K=10）， 估算最大电流，调节适当的电流表量程。
2） 闭合电源开关（如果发现电压或电流过大，要立即切断电源）。 3） 移动滑线变阻器的滑动头，其相应位置分别为X=，,,,, ,,,,,时，测负载上的电压值写进表2中，并计算I L /I 0写进表2中。
4） 调节R L 为1000Ω，500Ω，100Ω，10Ω时，重复步骤1)-3)（注意电流表量程）。
5）用表2中的数据画出K=10,1,,,时的I L /I 0与X 的关系曲线。 3．实验完毕，整理仪器。
【注意事项】
1. 每次改变K 时，必须断开开关。
2. 使用电流表与电压表之前必须先选择合适的量程。
【数据处理】
1． 分压电路特性研究数据记录表格
X
K =10 R L =10000Ω U L /V 0
U U
L
K =1
R L =1000Ω U L /V
U U L K = R L =500Ω U L /V
U U L K = R L =100Ω U L /V
U U L K = R L =10Ω
U L /V
U U L
2. 限流电路特性研究数据记录表格
X
K =10 R L =10000Ω I 0=1mA
I L/mA 0
I I L K =2 R L =2000Ω I 0=5mA
I L/mA
I I L K =1 R L =1000Ω I 0=10mA
I L/mA 0
I I L K = R L =500Ω I 0=20mA
I L/mA 0
I I L K = R L =100Ω I 0=100mA
I L/mA 0
I I L
【思考题】
在实验过程中如何确保电表不超量程？
【参考资料】
1、 教材：大学物理实验，杨广武主编，天津大学出版社2009年3月出版： P108~110：分压电路与限流电
路
2、 张兆奎. 大学物理实验. 北京：高等教育出版社，2001.
滑动变阻器的分压接法和限流接法
图 2 图1 滑动变阻器的分压接法和限流接法 邛崃一中——杨忠林 滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器，它在电路中的接法有分压和限流两种，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。教材对此又没有理论的讲解，又没有实际的指导，学生感到无从下手，笔者从多年的教学经验，结合电路分析，对滑动变阻器的这两种接法使用作一点探讨。 一、 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 1．滑动变阻器的分压接法 如图1所示的电路中，滑动变阻器总电阻为R 0，输入电压为U 0，负载电阻R 两端的电压U 随变阻器调节变化情况作如下的讨论： 首先，不接负载R 时，输出端的电压U=U 0 R 0 R ap ，可见，U 与成正比，输出电压电线性 的，如图1（b ）中①所示。换言之，触头P 在ab 间移动时，左半部分分得的电压是均匀变化的，电压的变化范围是0—U 0。 其次，当滑动变阻器的aP 连接负载电阻R 时，P 点左边电路的等效电阻减小，与P 点右边部分串联而得的电压将比原来减小，如图1（b ）②所示。 再次，当负载电阻R 很小，对于确定的R ap ，左部分分得的电压将更小，如图如图1（b ）③所示。 可以得出结论：分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压，负载阻值应该较大。换言之，分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。 2．动变阻器的限流接法 如图2所示的电路输入电压为U 0，滑动变阻器总阻值为R 0，滑动变阻器对负载R 0电流的控制情况作如下的讨论： 首先，电路中的电流：I= U 0 R aP +R ，可见，I 随R aP 的增大而减小，如图（b ）所示。 当Rap=0时，电路中的最大电流I m =U 0 R ，R 两端 的电压最大U max =U 0。 当Rap 最大值R 0分别为负载电阻1、3、5……倍时，电路中电流的最小值为I m 2 、I m 4 、
滑动变阻器的限流接法和分压接法
滑动变阻器的限流接法和分压接法 被测电路对供电电压或供电电流有一定的要求，为满足这一要求，供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在电路中有两种连接方式： 1．限流接法 如图4为滑动变阻器的限流接法.它的连接方式是电压表、滑动变阻器与待测电阻三者串联.该接法对外供电电压的调解范围是：E R R E R x x ~0 ，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 2．分压接法 如图5是滑动变阻器的分压接法.它的连接方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联.该接法对外供电电压的调解范围是：E ~0，为了保护负载，闭合电键前滑动触头应滑到b 点. 3．两种接法的比较：分压接法电压调解范围大，限流接法电压调解范围小，但限流接法电路耗能小. 4．两种接法的选择 滑动变阻器的两种接法都能控制调解负载的电流和电压，但在相同条件下调解效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当地选择限流接法和分压接法. （1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑. （2）为了便于调解，在待测电阻的阻值与滑动变阻器的阻值相差不大的情况下应选择限流接法；在待测电阻的阻值远大于滑动变阻器阻值的情况下应选择分压接法. （3）在下列情况下必须采用分压接法： ①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调解，只有分压接法才能满足. ②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小，若采用限流接法，无论怎样调解，电路中实际电流（或电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或其它元件，必须采用分压接法. ③伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时，若采用限流接法，待测电阻上的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量取平均值或用图象法处理数据，也起不到保护用电器的作用.为了在上述情况下尽可能大范围地调解待测电阻上的电流（或电压），应选择分压接法. 图4 图5
滑动变阻器的限流接法和分压接法典型习题
滑动变阻器分压式和限流式接法实验专题 （一）滑动变阻器在电路中的两种接法： ⑴限流式接法⑵分压式接法 1．在下面三种情况下必须选择分压接法： a．要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足（如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路） b．如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用滑动变阻器分压接法连接电路．c．伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，若采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（电压），应选择滑动变阻器的分压接法。 2．以下情况可选用限流接法： a．测量时电路电流（电压）没须要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0，采用滑动变阻器限流接法。 b．电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求，应采用滑动变阻器限流接法。 c．没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和 节能因素采用滑动变阻器限流接法。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 kΩ的电阻 Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程 100 μA，内阻约 2 kΩ)； B．电流表(量程 500 μA，内阻约 300 Ω)； C．电压表(量程 15 V，内阻约 100 kΩ)； D．电压表(量程 50 V，内阻约 500 kΩ)； E．直流电源(20 V，允许最大电流 1 A)； F．滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ，额定功率 1 W)； G．电键和导线若干。 电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ①____________________________________________； ②____________________________________________。
滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据及伏安法测电阻 2013
滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据及伏安法测电阻 2013.10.30 1.限流式 图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx 的电压可调范围 E E R R x ~R x + 限流式电路的特点: ①电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单. ②电能损耗较小. 2.分压式 图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx 的电压可调范围0~E 分压式电路的特点: ①电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大. 但电路结构较为复杂. ②电能损耗较大. 分压限流的选择 1. 负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连读可调，应选分压电路. 2. 若负载电阻的阻值Rx 远大于滑动变阻器总阻值R ，应选分压电路. 3. 若负载电阻的阻值Rx 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多，且没有要求电压从零可调,应选限流电路. 4. 两种电路均可时限流电路优先，因为限流电路总功率小。 5. 特殊问题要具体问题具体分析. 电流表内接法与外接法选择： (1)阻值判断法：当 V R R ??时,采用电流表“外接法” 当 A R R ??时,采用电流表“内接法”。即大内小外！ (2)试触法:若电压表变化明显，用外接法；若电流表变化明显，则用内接法！ 实验一 测金属丝电阻率 1.实验步骤 ①测量电阻丝的直径d. ②按电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路； ③把一段同规格的电阻丝接入电路，用mm 刻度尺量出其接入电路的长度l. ④把滑动变阻器的滑片调至适当位置，电路经检验无误后闭合电键，改变滑动片的位置，读出几组相应的电流表和电压表的示数Ｉ和Ｕ的值。求出电阻的平均值.或者作出U-I 图像，求其斜率k=R ⑤利用 L S R =ρ计算金属丝的电阻率. 例1：在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，下列做法正确的是( )
滑动变阻器的限流式和分压式接法
滑动变阻器的限流式和分压式接法 （一）滑动变阻器在电路中的两种接法： 1．通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流——限流式； 如图1所示，当滑动头P 从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。 注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。 2．通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用——分压式。 如图2所示，电阻R 与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变P 的位置改变用电器R 两端电压，实现调制电压作用。 （二）两种电路的特点及选取： 1．电压和电流的调节范围 ⑴限流式接法 电压范围：U U R R R p ~+； 电流范围：R U R R U p ~+。 （上式中：R 为用电器的电阻，R p 为滑动变阻器的全电阻。） 可见：限流电路的调节范围与R p 有关。在电源电压U 和用电器电阻R 一定时，R p 越大，用电器上电压和电流的调节范围也越大；当R p 比R 小得多时，用电器上的电压和电流的调节范围都很小。 ⑵分压式接法 电压范围：U ~0 ； 电流范围：R U ~0。 可见：分压式接法的电压和电流的调节范围与滑动变阻器Rp 无关。 2．两种电路的比较： ⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。 ⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下，限流电路消耗的电能小于分压电路消耗的电能。 ⑴限流式接法 ⑵分压式接法
3．选择原则： 由于限流式电路能节约能源，一般情况下优先选择限流式接法（以提高电路效率）。 但在下列几种情况下，必须选择分压式连接方式： ①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时，且实验要求电压（电流）的变化范围较大； ②明确要求某部分电路的电压从零开始变化； 例：测定小灯泡的伏安特性曲线。 ③若采用限流接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。 例：用伏安法测金属电阻R x（约为5Ω）的值，已知电流表内阻为1Ω，量程为0.6A，电压表内阻为几kΩ，量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为0～6Ω，额定电流为5A，试画出测量R x的原理图。 4．几点说明： ⑴对实验器材和装置的选择，应遵循的几条主要原则：①安全性原则②准确性原则③方便性原则④经济性原则 ⑵分压电路中，在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流（或电压）的条件下，尽量选 用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用。 例：在采用分压电路做实验，提供滑动变阻器有：滑动变阻器A，阻值范围0～20Ω，额定电流2.0A；滑动变阻器B，阻值范围0～200Ω,额定电流1.0A，根据其它实验仪器的规格和实验需要，若两个变阻器都满足电流要求，则以选滑动变阻器阻值较小的A为好。（因为调节方便）
滑动变阻器的限流接法和分压接法典型习题
； 滑动变阻器分压式和限流式接法实验专题 （一）滑动变阻器在电路中的两种接法： | ⑴限流式接法⑵分压式接法 1．在下面三种情况下必须选择分压接法： a．要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节，只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足（如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路） b．如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压)，为了保证电表和电阻元件免受损坏，必须采用滑动变阻器分压接法连接电路．c．伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值，若采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据，为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（电压），应选择滑动变阻器的分压接法。 2．以下情况可选用限流接法： a．测量时电路电流（电压）没须要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R0，采用滑动变阻器限流接法。 , b．电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求，应采用滑动变阻器限流接法。 c．没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和 节能因素采用滑动变阻器限流接法。 [例1] (2011·天津高考)某同学测量阻值约为 25 kΩ的电阻 Rx，现备有下列器材：A．电流表(量程 100 μA，内阻约 2 kΩ)； B．电流表(量程 500 μA，内阻约 300 Ω)； C．电压表(量程 15 V，内阻约 100 kΩ)； D．电压表(量程 50 V，内阻约 500 kΩ)； E．直流电源(20 V，允许最大电流 1 A)； ! F．滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ，额定功率 1 W)； G．电键和导线若干。 电流表应选________，电压表应选________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以
滑动变阻器的限流式和分压式接法及两种接法的选择
滑动变阻器的限流式和分压式接法及两种接法的选择 滑动变阻器的两种电路都能控制调节负载的电压和电流，但调节效果不同，实际应用中要根据具体情况恰当的选择限流式接法和分压式接法，下面是选择的方法。 1．通常情况下（满足安全条件），由于限流式接法电路能耗较小，电路结构简单，因此应优先考虑。 2．在下列情况下必须采用分压式接法： （1）实验要求使某部分的电压或电流从零开始调节，只能采用分压式接法； （2）如果实验所提供的电表量程或其他元件允许通过的最大电流很小，若采用限流式接法，无论怎样调节，电路中的实际电流（或电压）都会超过电表量程或元 件允许的最大电流（或电压），为了保护电表或元件，滑动变阻器必须采用分 压式接法； （3）伏安法测电阻实验中，当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值时，若采用限流式接法，待测电阻的电流（或电压）变化很小，不利于多次测量求平均值 或用图像法处理数据，也起不到保护电阻或电表的作用，为了在上述情况下尽 可能大范围的调节待测电阻的电流或电压，应选择分压式接法； （4）在对改装后的电流表或电压表进行校准时，必须从零开始校准，滑动变阻器必须采用分压式接法； 3．大阻值的滑动变阻器一般采用限流式接法，小阻值的一般采用分压式接法。
经验分享： 1. 电学实验对分压式接法考查较多； 2. 若滑动变阻器阻值较小（例如10Ω、20Ω），采用分压式接法的可能性就非常大； 3. 做题时要注意审题，从上下文中挖掘隐含条件。 高考经典真题思路详解： 1.（1997年全国高考题）某电压表的内阻在20~50k Ω之间，现要测量其内阻，实验室提供下列器材可供选择： A ．待测电压表（量程3V ）； B ．电流表A 1（量程200μA ）； C ．电流表A 2（量程5mA ）； D ．电流表A 3（量程0.6A ）； E ．滑动变阻器R （最大值1k Ω）； F ．电源E （电动势4V ），电建s ，导线若干。 （1）所提供的电流表中，应选用 （填字母代号）； （2）为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在图中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电建已连好）。 解题步骤： （1）先确定测量电路。本题提供的有电压表和电流表，测电压表内阻应采用伏安法。 方案有如下两种： 方案一：电压表、电流表串联。 由串联电路电流相等及欧姆定律，得V U I R = ，则电压表内阻V U R I =，只要读出电压表和电流 表的读数就可以测出电压表内阻。此方案可行。 方案二：电压表、电流表并联： 由并联电路电压相等及欧姆定律，得A U I R = ，则电流表内阻A U R I =，只要读出电压表和电流 表的读数就可以测出电流表内阻。此方案不可行。
滑动变阻器分压与限流两种接法的选择
滑动变阻器分压与限流两种接法的选择 滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应 考的难点. 滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法. 负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻）负载RL上电流调节范围 （忽略电源内阻） 相同条件下电路消 耗的总功率 限流接法E≤UL≤Ｅ ≤IL≤ EIL 分压 接法 0≤UL≤Ｅ0≤IL≤E（IL+Iap） 比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小
①限流法.如图（a）所示，待测电阻上电压调节范围为.显然，当 R0<
电学实验中滑动变阻器的选择原则
2008年的高考复习已经结束，在复习过程中，电学实验是热点，也是难点。而在诸多的电学实验中，有一个仪器——滑动变阻器又是频繁出现的，不同的实验对于滑动变阻器的要求不一样，因此滑动变阻器的合理选择问题也就成了考核的重点和难点之一。在复习过程中，笔者发现在面对这个问题的时候，不少的学生感到很茫然。为了使学生能够更好地把握这个问题，笔者通过对大量相关试题的研究，总结了一点点体会。 1．总的原则 涉及滑动变阻器“选择”问题的电学实验主要有：测定金属的电阻率、描绘小电珠伏安特性曲线、把电流表改装成电压表、测定电源的电动势和内阻。这些实验中，关于滑动变阻器的“选择”问题主要分为两大类：总阻值大小的选择和分压、限流接法的选择。不过，无论是哪一种“选择”，都要遵循一些最基本的原则。 （1）安全性原则。即所选用的滑动变阻器及其接法，要保证电路的安全。如果该滑动变阻器的全部电阻连入到电路中，电路中的电流还是超过了电流表的量程，就必须选用滑动变阻器分压接法或者另换总阻值较大的滑动变阻器。就接法而言，从安全角度来看，分压接法的安全性要高得多。 （2）遵循实际要求原则。试题中有明确要求时，滑动变阻器及其接法的选择就必须按要求办。若题目中有“电压从0开始调节”、“要求较大的电压变化范围”等要求时，则选用分压接法，所用滑动变阻器的总阻值要相对小一些（但绝不是越小越好，还要确保自身的安全）;若题目中出现“调节滑动变阻器使电路中电流变化比较明显”等要求，则选用限流电路，滑动变阻器的总阻值应比电路其他部分的总阻值大。 （3）科学性原则。即根据滑动变阻器总阻值与待测电阻的关系，选择相应的接法。如果滑动变阻器的总阻值比待测的电阻要小，适合用分压接法;反之，滑动变阻器的总电阻比待测电阻阻值大，则适合用限流接法，此时如果所提供的滑动变阻器有两个，且均满足上述条件，则选择总电阻相对较小的，调节灵敏度高。 2．把电流表改装成电压表——半偏法测电阻实验中滑动变阻器的选择 把电流表改装成电压表实验的第一步是利用半偏法先测得电流表的内阻（实验电路见图1）。在这个分实验中，为了测量结果的精确性，即尽量在可控范围内减少实验误差，实验对于所选用的滑动变阻器有特定的要求。 半偏法测量电流表的内阻实验的具体步骤如下： （1）如图所示的方式连接电路。 （2）合上开关S1，调整R的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度。 （3）合上开关S2，调整R’的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半。 （4）记下此时的电阻箱的阻值R’=rg。 本实验的误差来自于变阻箱R’。从实验步骤中可以看出，在做实验的时候是忽略了R’对实验的影响的，认为S2闭合前后电路的总电流没有发生变化，所以当电流表的指针转到满刻度的一半时，认为通过变阻箱R’的电流也这么大，根据并联电路的特点，电流表内阻就等于此时变阻箱的阻值。 事实上，变阻箱R’的接入必定会改变电路的总电阻，，电路总电阻变小，导致总电流增大。当电流表的指针转到满刻度的一半时，实际上通过变阻箱的电流比通过电流表的电流要大，根据并联电路的特征：通过电流大的，电阻小。即此时电阻箱的电阻比电流表的内阻要小，而我们在实验中就是用电阻箱的阻值来代替电流表内阻的，所以测量值自然就是比标准值小。 还可以从数学上进行严格证明： 当S2未闭合时，有; 当S2闭合时，有; 联列上述两式得，因为<1，所以，测量值偏小。而且，有这个不等式也可以看出，R越
限流法与分压法的区别与选取原则修订稿
限流法与分压法的区别 与选取原则 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
限流法与分压法的区别与选取原则 限流法与电路串联，分压法与电路并联（如果在有箭头的划变导线上联有用电器，且划变接有三根导线时就为此） 区别： 1.限流接法线路结构简单，消耗能量少； 2.分压接法电压调整范围大，可以从0到路端电压之间连续调节； 选用原则： 1.优先限流接法，因为它电路结构简单，消耗能量少； 2.下列情况之一者，必须采用分压接法： （1）当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值，采用限流接法不能满足要求时； （2）当实验要求多测几组数据（电压变化范围大），或要求电压从0开始变化时； （3）电源电动势比电压表量程大很多，限流接法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时时。 分压，电压的变化范围是0-E （滑动变阻器的两端接电源的正负极，滑片接一条支路，也就并联在电路中）
限流，电压的变化范围是X-E（也就是不能调处0电压，这个是一端不接，也就是只连接两根导线，串联在电路中） 一般接电路优先考虑的是限流，因为，功耗小。 但是需要电压从0开始变化的时候，就要使用分压法了，测伏安特性的时候，一定要采用分压法。 区别—— 1.滑动变阻器的限流法是串联在电路中的。 滑动变阻器的分压法是并联在电路中的。 2.滑动变阻器的分压法的电压可从零开始调节，而限流法不能从零开始调节（即分压法比限流法的可调节范围大） 3.限流法消耗的功率比分压法少。 应用—— 1.需要调节范围大，且可从零开始调节时，用分压法。 2.要使电路中消耗的功率较小时，用限流法。 滑动变阻器分压与限流接法的选择滑动变阻器常被用来改变电路的电压和电流，根据连接方法的不同，可分为分压接法和限流接法.分压法是把整个变阻器的所有阻值接入电路，再从滑片和变阻器的一个端点上引出部分电压向外供电.
滑动变阻器的两种接法
专题滑动变阻器的两种解法 一、教学目标： 1、认识滑动变阻器的两种接法 2、两种接法的特点及作用 3、两种接法的选择方式 二、重点和难点： 重点：两种接法的特点及作用 难点：两种接法的选择方式 三、设计思路： 先让学生认识滑动变阻器的两种接法，让学生小组讨论两种接法的电路构造特点，从而理解为什么一个叫限流式接法，一个叫分压式接法 根据串并联知识让学生分析两种接法的电压变化范围及电流变化从而得出必选分压式接法的一种情况 最后具体举联说明选择的方式 四、教学流程 教 学进程教师活动学生活动 活动目 标及说 明 一新课教学（直接引入）我们知道要描绘待测电阻的伏 安特性曲线，必须多测几组U、 I值，如何在同一电路中中多 测几组U、I值呢？ 思考： 1、滑动变阻器与小灯泡串联起 什么作用？试分析一下过程？ 2、滑动变阻器与小灯泡并联起 什么作用？试分析一下过程 学生A：通过滑动变阻器可起到作用 学生B： 滑片P移动的过程 中接入电路的电阻变化，使得通过待测电阻 的电流发生变化，加在待测电阻两端的电压 发生变化。电压的变化范围是 x x R E E R R + ,电流变化范围是 x x E E R R R + 可以使 学生对 滑动变 阻器的 两种接 法及电 路特点 进行理 解性识 记
滑片P 移动的过程中，加到待测电阻两端的电压发生变化，进而电流也发生变化 师总结：滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用 可见，当要求负载电压或电流从0开始变化或要求变化范围较大，要选分压式接法 负载R L 上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载R L 上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法 R R R L L +E ≤U L ≤E 0R R E L +≤I L ≤L R E EI L 分压接法 0≤U L ≤E 0≤I L ≤ L R E E （I L +I ap ） 比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小 拓展 限流法： 思考：1、待测电阻上电压调 节范围为 ~L L R E E R R +.显 然，当R 0< 研究滑动变阻器的限流电路和分压电路 滑动变阻器在电路中可以作限流器用，也可以作分压器用，应当如何选用这两种不同的形式呢？这首先是由电路中的需要来决定的，例如，有时需要负载电压有较大幅度的变化，有时需要能够做到细微的调节。哪一种电路能满足这些要求，这就需要我们研究两种电路的输出特性。 实验前取滑动变阻器（20Ω／0．5A）、直流电流表、直流电压表、直流电源（6伏）、电阻箱（0－9999Ω）、开关、直尺各1个备用。 实验的方法与要求如下： 1．按图（一）3．53－1连接好串联电路，分别取负载电阻R为2欧，200欧，2000欧，实验时将滑线变阻器的阻值从最大逐次调小，记录各次中滑动变阻器滑臂触头离开起点的距离L及通过负载的电流强度I，作出I－L图象。 2．按图（一）3．53－2所示的分压电路接线。分别取负载电阻R为2欧，200欧，2000欧进行实验，使分压器输出电压从零开始，逐步移动滑臂，记录滑臂移动距离L和输出电压U，作出U－L图象。 根据你作出的图象，描述负载电阻对输出特性的影响。并应用串、并联电路的原理分析实验的结果。 实验后思考下列问题： 1．比较使用分压器和限流器时输出电压的调节范围。 2．当负载电阻R比较大时，采用什么样的电路，输出电压随滑臂移动距离的线性较好，且变化率较大？ 3．在负载电阻较小时，为了在输出低电压段获得较精细的调节，可使用何种电路？ 4．当负载电阻R较大时，为了获得较大范围的输出电压，而又能做到比较精细调节，可采用何种电路？ 【提示与答案】 这里用表格将限流器和分压器的电路特点作一比较。表格中R为负载电阻，r0为滑动变阻器的最大电阻，r为滑动变阻器连入电路的限流电阻或分压电阻。 滑动变阻器的两种接法比较和选择 知识要点 一、滑动变阻器的两种连接方式 如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法． 二、两种电路的比较 1.从调节范围上比较 分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R 0无关。 2.从方便调节的角度比较 其中，在限流电路中，通R L 的电流I L =0 R R E L +，当R 0＞R L 时I L 主要取决于R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0< 从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。 从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EI L ），分压电路耗能大（E （I L ＋I ap ））。 三、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取． （1）下列三种情况必须选用分压式接法 ①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法． ②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b ）连接时，因R L >>R 0＞R ap ，所以R L 与R ap 的并联值R 并≈R ap ，而整个电路的总阻约为R 0，那么R L 两端电压U L =IR 并=0R U ·R ap ，显然U L ∝R ap ，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作． ③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采用分压接法． （2）下列情况可选用限流式接法 ①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，采用限流式接法． ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法． ③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法． 滑动变阻器分压与限流接法的选择 近几年的高考物理实验题中，多次重复考查滑动变阻器的两种接法——分压式与限流式．虽多次重复考查，但仍有不少学生出错．为什么会出现这一现象?主要原因是学生没有掌握两种连接方式的特点及其作用，遇到具体问题时不知道该选用哪种连接形式．笔者通过比较限流电路和分压电路的特点，希望与同仁探讨如何选择电路连接方式． 一、限流电路 图1 设电源电动势为，内阻不计，滑动变阻器的最大电阻为Ｒ，负载电阻为Ｒｆ．如图1所示，电路中滑动变阻器起限流作用．负载Ｒｆ的电压Ｕｆ可以从Ｒｆ／（Ｒ＋Ｒｆ）·到范围做变化．限流电路对通过负载Ｒｆ上电流强度的控制情况怎样呢?根据欧姆定律Ｉ＝／（Ｒｆ＋ＲＰｂ），Ｉｆ＝Ｉ，当Ｒ＞Ｒｆ时，Ｉｆ主要取决于Ｒ，调节Ｒ的大小可使Ｉｆ有明显的变化．当Ｒ＜Ｒｆ时，Ｉｆ主要取决于Ｒｆ，特别是当Ｒ＜＜Ｒｆ时，无论怎样改变Ｒ的大小，也不会使Ｉｆ有明显的变化．可见，只有在Ｒ＞Ｒｆ（或者相差不多）的情况下，改变滑动变阻器触头Ｐ的位置，才会使Ｉｆ有明显的变化，其变化范围为／（Ｒｆ＋Ｒ）～／Ｒｆ，从而起到对Ｉｆ的控制作用． 二、分压电路 图2 如图2所示电路中滑动变阻器起分压作用，滑片Ｐ自ａ端向ｂ端滑动，负载Ｒｆ上的电压变化范围为0～．显然，滑动变阻器被当作分压器使用时，调节负载上电压的范围比限流时调节范围大．分压电路对通过负载Ｒｆ上电流强度的控制情况又怎样呢?不管Ｒ的大小如何，调节滑动触头Ｐ的位置，都可以使Ｉｆ由零变化到／Ｒｆ，即Ｉｆ有明显的变化． 三、如何选择连接方式 在负载电流要求相同的情况下，限流电路中干路电流比分压电路中干路电流更小，所以限流电路中消耗的总功率小，电源消耗电能就小，这说明限流电路有其突出的节能优点．因此，从减少电能损耗的角度考虑，通常滑动变阻器应选用限流接法．但在下列三种情况下，必须选择分压器连接方式． （一）当用电器的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（或要求测量多组实验数据）时，必须选用分压电路． 例1（1997年全国高考题）某电压表的内阻在20ｋΩ～50ｋΩ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Ａ１（量程200μＡ）；电流表Ａ２（量程5ｍ 一、滑动变阻器的分压接法与限流接法 滑动变阻器的分压接法与限流接法各有什么特点？如何选用？ 滑动变阻器是电学实验中较重要、较常用的仪器，它能够改变电压和电流的大小.滑动变阻器在电路中有两种连接方式，即分压式和限流式. (1)电路特点 图甲为分压式电路，图乙为限流式电路.其中R 为用电器电阻，R 0为滑动变阻器的电阻，A 、B 为两端接线柱，C 为滑动触头，E 、r 为电源电动势和内阻.由图可知，两种电路的电路结构性质大不相同.分压电路中，R 0全部接入电路，R 与R BC 并联后又与R AC 串联，组成混联电路.而在限流电路中R 0的一部分接入电路，并与R 串联组成简单的串联电路. 一、分压式电路的特点： ①滑动触头必须从B 到A 调节，不致 在接通电路时，因超过额定电压而烧坏用电 器. ②电压可以从零开始变化。当滑动触头 C 由B 向A 滑动时，用电器上的电压由零逐 渐变大。 ③R 上的电压变化范围是零到0000 RR E RR R R r R R ?+++，当电源的内阻r 可以忽略时，R 上的电压变化范围是0~E . ④当R < 滑动变阻器分压与限流两种接法的选择 滑动变阻器是电学实验中常用的仪器，近几年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查.如何选择滑动变阻器的接法设计控制电路仍是历届考生应考的难点. 滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点：如图10-2所示的两种电路中，滑动 变阻器（最大阻值为R0）对负载RL 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法. E≤UL≤E ≤IL≤ ）所示，待测电阻上电压调节范围为.显然，当 为零，然后突然上升到E，对测量几乎没有用处.因此，分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。 滑动变阻器的限流接法与分压接法：两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小，但在不同条件下，调节效果大不一样，滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活选取. 1.下列三种情况必须选用分压式接法 （1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法. （2）当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时，必须采用分压接法.因为按图（b）连接时，因RL>>R0＞Rap,所以RL与Rap的并联值R并≈R ap，而整个电路的总阻值约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=·Rap，显然UL∝Rap,且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作. （3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法. 2.下列情况可选用限流式接法 （1）测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL 与R0相差不大或RL略小于R0，采用限流式接法. （2）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法. （3）没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法. 例1：如图10-3所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为E,内阻不计. （1）当K断开，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？ （2）当K闭合，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？ （3）设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同，a、c间 长度为x，当K接通后，加在R1上的电压U1与x的关系如何？ 滑动变阻器的限流式和分压式接法（一）滑动变阻器在电路中的两种接法： ⑵分压式接法⑴限流式接法 1．通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流——限流式；从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的P所示，当滑动头如图1 电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。．通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用——分压式。2的P用电器与左边电阻的电压相等，改变,2所示，电阻R与变阻器左边电阻并联如图位置改变用电器R 两端电压，实现调制电压作用。（二）两种电路选取：1．两种电路的比较： ⑴分压电路的电流和电压调节范围都大于限流电路的调节范围。 限流电路消耗的电能小于分压电路消⑵在电源滑动变阻器和用电器一定的条件下，耗的电能。．选择原则： 2 。由于限流式电路能节约能源，一般情况下优先选择限流式接法（以提高电路效率） 连成分压式电路，通过变阻器AB例：在如图所示电路，已知U=5V Ω”字样。求：25L向小灯泡L供电，电灯上标有“2.5V、40%，⑴为使小灯泡正常发光且上述电路的效率达到应如何选择变阻器的额定电流和电阻值。1 页1 第页共12 砺儒中学高二物理专题训练． ⑵变阻器如何连接才能使电路的效率达到最大？最大效率为多少？但在下列几种情况下，必须选择分压式连接方式： ①当滑动变阻器全电阻远小于被测电阻时，且实验要求电压（电流）的变化范围较大； ②明确要求某部分电路的电压从零开始变化； 例：测定小灯泡的伏安特性曲线。 ③若采用限流接法，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流。 例：用伏安法测金属电阻R（约为5Ω）的值，已知电流表内阻为1Ω，量程为0.6A，电压x表 高考物理难点分析 ——限流式与分压式的选择 一个简单的方法，一般电路都要就限流式，因为可以节能，但是有下列三种情况必须用分压式。 1．描绘小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压和电流必须从零开始测量，就必须用分压式。可以归结为：实验中要求从零开始测量的，就必须用分压式。 2．如果整个电路中，滑动电阻器比较小，对整个电路几乎没有影响的，也必须用分压式。例如：测量电阻实验时，待测电阻大约是1000欧姆，而滑动电阻器仅有20欧姆，因为还要考虑到各种仪器的内阻问题，所以滑动电阻器对整个电路就几乎没有影响，这时就必须用分压。 3．在测量电路中，如果电压表或者电流表的量程比较小，（比限流式电路中的最小电流还要小）这时候为了安全起见，也必须用分压。 只有这三大类必须用分压法，而其他的就要用限流法了。当然，能用限流法的也可以用分压法，但是要考虑到节能问题，就只好选用限流法了。 综上所述，可以简记为：零起必分（压），滑小必分（压）;滑大可限（流），但烧表必分。 选用分压法的时候要选用小的滑动电阻器，同样还是为了节能。 ①负载Rx两端电压变化范围限流ERx/(Rx+R)~E （R是变阻器最大阻值）分压0～E ②能用限流一定能用分压。以下情况只能用分压： a．电阻or滑动变阻器or电流表允许通过的最大电流研究滑动变阻器的限流电路和分压电路
初中九年级(初三)物理滑动变阻器的两种接法比较和选择
滑动变阻器分压与限流接法的选择
【高中物理】滑动变阻器的分压接法与限流接法
滑动变阻器分压与限流两种接法的选择
专题滑动变阻器的限流式和分压式接法
分压式与限流式的选择