限流与分压

1、分压与限流式的连接方法待测电阻R X与滑动变阻器串联，使用时接滑杠的一端和电阻线圈的一端，如图1所示．通过改变滑片P的置，控制或调节R X上的电流，滑动变阻器起限流作用，故此连接方式称为限流式．学生往往根据串联分压的知识容易误认为分压式．待测电阻R X与滑动变阻器的一部分电阻并联，使用时接滑杠的一端和电阻线圈的两端，如图2所示．通过改变滑片P的位置，可从滑动变阻器两端的总电压上取不同的电压值加在R X两端，滑动变阻器起分压作用，故此连接方式为分压式。

学生往往根据并联分流的知识容易误认为限流式。

2、分压式与限流式的特点2．1待测电阻上电压的调节范围不同设电源的电动势为E，内阻不计．在限流式连接中，待测电阻R X上的电压调节范围为R X E／(R X R M)－E(R M为滑动变阻器的最大阻值)．在分压式连接中，R X上的电压调节范围为0－E．可见分压式连接中电压调节范围比限流式大．2．2变阻器消耗的功率不同在分压式连接中，变阻器消耗的功率大，因此在大功率电路中常用限流接法．2．3在分压式与限流式连接电路中，会合上开关前，滑片P应在适当的位置，使待测电阻R X上的电压和电流均为最小.在分压式连接中，合上开关前，滑片P应在右（图 1），可以使待测电阻R X上的电压和电流均为零．接线时，先将变阻器的全部线圈与电源串联起来，然后将待测电阻与变阻器的滑杆并联．在限流式连接中，合上开关前，滑片P应在右端（图1），使滑动变阻器所使用的阻值最大，待测电阻的电压和电流均为最小．3、分压式与限流式的选择3．1当需要在R X两端从零开始测量电压、电流（或两端电压、电流变化范围足够大）时采用分压式例 1．（1993年全国高考26题）将量程为的电流表改装成量程为1mA电流表，并用一标准电流表与改装后电流表串联，物如图（图略），校准时要求，通过电流表的电流能从零连续调到lmA，试按实验要求在所给实物上连线．根据题目要求，此滑动变阻器只能接成分压电路，才能使电流从零连续地变化，达到实验要求．例2．（1991年上海高考四一（5）题）一电灯电阻为4R，试设计一个电路使电灯两端电压调节范围尽可能大，可用的器材为一个电动势为E内阻为R／3的电源，一个最大阻值为R的滑动变阻器。

一个电键、导线若干．（a）将设计的电路画在下设虚线框内（略）．（b）电灯两端的电压可调范围为____________．（c）按设计的电路图，将图15（图略）所示仪器用到导线连接起来．根据题目所给电压条件，明确应该采用分压式连接．限流和分压电路的选取在测量待测电阻以及电学实验的创新设计类问题中，常常涉及到滑动变阻器的分压式或限流式接法，这类问题常常困绕着老师们的教与学生们的学。

笔者在此问题上有一点粗浅的认识，现提出来与同仁、专家们商榷。

一、两种接法1、限流式RX图1图 3 图 2 图6如图1所示的电流中变阻器起限流作用，待测电阻R x 的电压可调范围为εε~RR R x x +（电源内阻不计）。

在合上开关前要使变阻器所使用的阻值最大，因此，在闭合开关s 前一定要检查滑动触头p 是否在B 端。

2、分压式如图2所示的电路中变压器起分压作用，待测电阻R x 的电压可调范围为0~ε（电源内阻不计），显然比限流时电压调节范围大。

在合上开关s 前滑动触头p 应在A 端，此时对R x 的输出电压为0，滑动触头p 向B 滑动过程，使待测电阻R x 的电压、电流从最小开始变化。

限流和分压电路的选取，总的来说，应从测量的要求和电路的调节两个方面考虑。

二、测量要求 若题目中明确要求电压从0开始测量，电路的连接一定用分压式。

例1：（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 。

⑴按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。

⑵其次测量时电流表的指针位置如下图（b ）所示，其读数为 A分析：对于“12V 、5W ”的小灯泡其额定电流大约是I=125＜0.6A ，故安培表的量程应选0～0.6A 。

根据测量要求，电压连续地从0V 调到12V ，应接成分压电路，而不应接限流电路。

又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大，对电路无影响，电流表内接或外接都可以。

4所示 ⑵0.36A （或0.360）解法指导 实物连接图的画法，要先画出原理图，其中涉三、调节要求1、分压式接法选用小阻值滑动变阻器如图5为安培表外接法分压式连接图。

能否将滑动变阻器用作分压式，关键是待测电路部分是否较大影响分压电路的分压作用。

外电路可看作由左右两部分组成的，左部分电路为待测部分，阻值等效为X R 与滑动变阻器AP R 的并联。

根据并联知识可知，并联后的总阻值比最小的还小。

若滑动变阻器远小于待测电阻X R ，则X R 与AP R 并联部分接近AP R 。

此种情况已充分说明，主导因素仍取决于AP R 部分，故滑动变阻器起到了较好的分压作用。

通过调整P 达到了大幅度调节X R 上电压的作用。

例2：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（0～3A ，内阻约0.04Ω）B.毫安表（0～300mA ，内阻约4Ω）C.电压表（0～10V ，内阻10K Ω）D.电压表（0～3V ，内阻10K Ω）E.电源（额定电压6V ，最大允许电流2A ） 图4图 8 F.电源（额定电压9V ，最大允许电流1A ）G.可变电阻（阻值范围0～10Ω，额定电流1A ）H.可变电阻（阻值范围0～50Ω，额定功率0.5W ）I.导线若干根，电键一个。

⑴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）⑵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：①表及内外解法的选取小电珠的额定电流额I =U P =A 3.61≈0.16A=16mA ＜300mA ，电流表应选B 。

额U =6.3V ＜10V ，电压表选C ，电源选F 。

珠R =13.622 P U Ω≈40Ω比10K Ω小得多，仅比毫安表内阻大10倍，故选用安培表外接法。

②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=509A=0.18A ，而H 的额定电流H I =505.0=0.1A ＜0.18A ，而G 的额定电流为1A ，故从安全性上考虑不宜选用H 。

由于40Ω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，额I =6310A ，具体操作时额I ≈0.16A 应体现在安培表上，故滑动变阻器此时大约分压为滑U =9V －6.3V=2.7V 。

故此时滑动变阻器调节的阻值R=63107.2≈17Ω＞10Ω，因此G 不可能用限流法，必须使用分压式。

答案：⑴BCFGI ；⑵电路图如图7所示，实物连接如解法指导 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2、限流式接法对应滑动变阻器阻值较大如图5所示，若滑动变阻器阻值远大于待测电阻X R ，则左半边电路的并联值，比待测电阻X R 还小，但接近X R ，R PB 与左半边并联值相比阻值很大，电压主要分配在R PB 上。

由于左半边起主导作用的是X R ，而不是R AP 。

故移动滑片P ，使X R 上的电压变化幅度很小，不便于调节。

这种情况要用限流接法。

例3：用伏安法测量某电阻X R 的阻值，现有实验器材如下：A.待测电阻X R ：范围在5—8Ω，额定功率1WB.电流表A 1：量程0—0.6A （内阻0.2Ω）C.电流表A 2：量程0—3A （内阻0.05Ω）D.电压表V 1：量程0—0.6A （内阻3K Ω）E.电流表V 1：量程0—0.6A （内阻15Ω）F.滑动变阻器R ：0—100ΩG.蓄电池：电动势12VH.导线，电键. 为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选 ，电压表应选 ，并画出电路图。

分析：该题既要选择线路结构，又要选择仪器。

先确定测量电路，额定电压U m =V PR x 8=≈2.8V ，应选电压表V 1。

额定电流I m =A R P x 51=≈0.45A ，应选电流表A 1，由5.24=V A R R Ω＜R x 知，应选外接法。

再确定控制电路，由R=100Ω＞10R x 知，应选择限流式电路，其电路图如图9所示。

解法指导 “分析”中计算I m 、U m 都是最大值，因此代入测电阻R x 时要注意5Ω和8Ω的使用，不宜一味使用同一个数据。

四、两种接法选取的总的指导思想及选材原则1、一般情况要考虑限流式限流式电路连接简易，且电路操作方便，其电源内耗少。

由于分压式的滑动变阻器的阻值一般都较小，故干路电流强度大，电源的内耗也大。

限流式滑动变阻器的阻值一般较大，故干路的电流强度小，电源内耗相对小。

从能量损失的角度看，实际电路的选取，应优先考虑限流式。

但有特殊要求（明确要求电压从0开始测量）和特殊情况下，必须选择分压式连接方式。

2、选取器材的三条原则（1）安全性原则安全性要求选用的实验器件要能保证实验的正常运行。

比如，线路中的限流电阻必须满足要求，确保电流不能超过允许值；通过电流表的电流或加在电压表上的电压均不能超过它们的量程；通过电源、滑动变阻器的电流不能超过额定值。

所有器件都必须符合实验要求。

⑵.准确性原则要求误差尽量小，精度尽量高。

比如实验原理不考虑电源和电流表的内阻及电压表的分流作用，就必须选用内阻小的电流表及内阻大的电压表；电流表、电压表在使用时，要尽可能地选用使指针接近满刻度量程，这样可以减小读数的误差，使用欧姆表时，宜选用指针在中间刻度附近的倍率档位，因为高阻值区刻度密，电阻不易读准，误差大。

而接近零欧姆处虽然刻度较稀，读数误差小，但乘上相应倍率，同样会使误差变大。

⑶.方便性原则在实验能保证顺利进行的条件下，尽量考虑到操作方便易行。

比如，对于那种高阻值滑动变阻器，尽管其额定电流值满足要求，但如果在实验中实际使用时只用到其中很少一部分线圈，不便于操作，就不宜选用。

同时要注意到滑动变阻器的分压式电路的选择。

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。