电学实验中滑动变阻器的选择原则

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热点08 电学实验仪器选择问题—2021年高考物理专练(新高考版)(解析版)

热点08  电学实验仪器选择问题—2021年高考物理专练(新高考版)(解析版)

2021年高考物理【热点·重点·难点】专练(山东专用)热点08 电学实验仪器选择问题【热点解读】(1)、实验仪器的选择根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提,一般遵循以下三原则:①安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器,使实验切实可行,能达到预期目标。

另外还要注意测量仪器的量程,电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流等。

②准确性原则:根据实验的需要,选用精度合适的测量工具,但对某个实验来讲,精确程度够用即可,并不是精度越高越好。

③操作性原则:实验时需考虑调节方便,便于操作,如滑动变阻器的选择,既要考虑它的额定电流,又要考虑它的阻值范围,在二者都能满足实验要求的情况下,还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。

根据教学大纲及高考考核的要求,选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件,通常可以从以下三方面人手:a.根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表.首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程.然后合理选择量程。

务必使指针有较大偏转(一般取满偏的1/3-2/3左右),以减少测读的误差.b.根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器.注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值.对高阻值的变阻器,如果滑动头稍有移动,使电流电压有很大变化的,不宜采用.c.应根据实验的基本要求来选择仪器.对于这种情况.只有熟悉实验原理.才能做出恰当的选择.对器材的选择的一般步骤是:①找出唯一性的器材;②草画电路图(暂不把电表接入);③估算最大值(在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值);④考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。

※在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内电阻”的实验中,一般选用总阻值较小的滑动变阻器,前者可方便调节,后者可减少误差。

※①在滑动变阻器作限流作用时,为使负载R X既能得到较宽的电流调节范围,又能使电流变化均匀,选择变阻器时,应使其总电阻,R0大于R X,一般在2—5倍为好。

滑动变阻器的选择

滑动变阻器的选择

现根据以上原则对两种接法中,滑动变阻器如何选择进 行分析。为了分析方便,设滑动变阻器的总值为R0,同时忽 略电源的内阻。
1. 限流接法中,滑动变阻器如何选择。 电路中电流的变化范围为 (1) 如果 ,则电路中电流 ,滑动变阻
器的调节对电流几乎不产生影响;
(2) 如果
,则电路中电流
,在调节滑
动变阻器时,接入的电阻与移动的距离成正比,这时,电 流与移动的距离成反比,造成电流会在很小的距离变化范 围内变化很大,调节不方便。如图所示 总结:限流接法中,滑动变阻器应选
方式 内容 限流接法 分压接法
电路图
负载R上电压调节范围
ER U E R R0 E E I R R0 R
0 U E
负载R上电流调节范围 闭合S 前触头位置
0I
E R
b端
a端
在下列三种情况下,一定要使用分压电路: ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 限流式接法电路简单、耗能低,在两种电路都可以选择的 时候,优先考虑限流电路。 根据上面的总结,同学们可以看出,限流能够实现的分压 电路都能够实现,也就是选择时,分压基本上是最佳答案(不 考虑耗能的情况下),而限流的最大优点就是耗能低。
滑片 P 在左边时,由于右边电阻很大,左边电压U1 会非常的小,当滑片滑到接近最右边时, 左侧电压变化会非常快,不方便调节。如下图所示
总结:所以,采用分压接法中,滑动变阻器应尽量选择小 的阻值。
假设同样通率为EIR; 分压接法中,干路中的总电流I总=IR+I滑,故电源消耗的 总功率为EI总,比EIR大,故耗能大。
在电学实验中,滑动变阻器的选择应遵循以下原则: (1)安全:滑动变阻器工作时通过它的电流不能超过它允许 通过的最大电流; (2)够用:滑动变阻器的阻值应能满足调节的需要; (3)便于操作:滑动变阻器工作时应用到大部分电阻。

电学实验仪器滑动变阻器的连接与选择

电学实验仪器滑动变阻器的连接与选择

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滑 动 变 阻 器 是 电 学 实验 的 常 用 仪 器 它 在 电 路 中

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限流 式 接 法 与 分 压 式 接 法 的 联 系 与 区 别 ( 如 下

探究



两 种 连 接方 式 的 比 较
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滑 动 变 阻 器 在 电 路 中的 连 接 方式 有 两 种 : 限 流式
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接 法 和 分压 式 接 法 ( 如 图 1 )





限 流式接 法

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式 接
次 直 接 或 间接 的 考 查 而 其 中连 接 方 式 的 选 择 是 考 生

压 叽 调 节范 围(用 U R R 表示)



流 f 调 节范 围( 用 U R 见 表示 )
。 、
通电 之前 P 的 位置
相同 条件 下电 路消 耗的

伏安法测电阻 滑动变阻器的两种接法比较和选择

伏安法测电阻 滑动变阻器的两种接法比较和选择

一、伏安法测电阻1、伏安法测电阻:测电阻的两种电路:电流表的外接法与内接法2、系统误差分析误差原因:因为电压表、电流表分别有分压分流的作用,它们本身的内阻会给电路造成影响从而带来误差。

电流表接入电路会分压,电压表接入会分流。

①电流表外接法1)R 测= 2)误差原因3)测量值比真实值偏 4)使用外接法的条件:②电流表内接法1)R 测= 2)误差原因3)测量值比真实值偏 4)使用内接法的条件:总结:3、电流表内外接法的判别例1:点触法①如图测电阻R,当电压表的表头P从A点,接到B点时电压表读数变化明显,应用____接法②电流表读数变化明显,应用_____接法例2:如果电流表的内阻为R A=0.03Ω,R V=2.OKΩ,要测量的电阻R大约为1.5KΩ,采用哪种接法误差更小?如果要测量的电阻R大约是2Ω,采用哪种接法更简单?并画出这两种接法.练习1:有一个未知电阻R,用下图中(A)和(B)两种电路分别对它进行测量,用A图测量时两表读数为分别为6V,6mA,用图B测量是,两表读数分别为5.9V,10mA,则用图测量电阻的误差较小,测量值,测量值比真实值偏 ,(电流表内阻很小约0.1Ω,电压表内阻很大约3000Ω)练3:先要测定一个额定电压约4V,额定电流约0.5A的小灯泡正常发光时的电阻,电压表应该选择,电流表应选择电路连接时电流表应采用接法。

A、电压表量程是4.5V,内阻约4000ΩB、电压表量程是10V,内阻约8000ΩC、电流表量程3A,内阻约0.4ΩD、电流表量程0.6A,内阻约2Ω二、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R0)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RRRLL+E≤U L≤ERREL+≤I L≤LREEI L分压接法0≤U L≤E0≤I L≤LREE(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,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R0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,R甲乙必须采用分压接法.③若采用限流接法,即使滑动变阻器的阻值调到最大是待测电阻上的电流(或电压)仍大于电流表(或电压表)的量程,必须采用分压接法.【例1】如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:A.待测电阻Rx(约100Ω)B.直流毫安表(量程0-10mA,内阻50Ω)C.直流电压表(量程0-3V,内阻5KΩ)D.直流电源(输出电压4V,内阻不计)F.滑动变阻器(阻值范围0-15Ω,允许最大电流1A)根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。

电学实验中滑动变阻器两种连接方式的选择

电学实验中滑动变阻器两种连接方式的选择

1.两种电路及其变压范围(1)分压式电路及其变压范围如图1所示为分压式电路,由电路可以看出,若P在A端,灯泡电压;P向右滑动的过程中,逐渐增大;当P在B端时,。

不难看出,灯泡L 两端电压的变化范围在之间。

如果灯泡L的额定电压为,则L两端电压在之间。

(2)限流式电路及其变压范围如图2所示为限流式电路,由电路可以看出,若P在A端,灯泡电压;随P向下滑动的过程中,滑动变阻器的有效电阻逐渐增大;则L的分压逐渐减小,当P在B端时达到最小值。

则不难看出,灯泡L两端电压的变化范围在之间。

比分压式连接方式的变压范围要小。

2.分压式电路的使用条件根据分压式连接方式的变压范围比较大这一特点,在以下几种情况中,滑动变阻器需要采用分压式接法。

(1)实验中要求负载电压变化范围大,应把滑动变阻器连接成分压式电路例1.测定“V,W”小灯泡的功率,并研究小灯泡的电流随电压变化关系的实验,器材如下:蓄电池V,电流表、电压表(0~3V)、滑动变阻器,要求实验中灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值,试画出实验电路图。

解析:本实验中要求“灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值”,这种要求是限流式电路无法做到的,故应该连接成分压式电路,其实验电路如图3所示。

(2)实验中用小阻值滑动变阻器控制大阻值负载,应把滑动变阻器连成分压式接法如果滑动变阻器的电阻小于负载的电阻值,若连成限流式,根据限流式接法的电压变化范围知负载电压的最小值等于,若,则,即负载两端的电压变化范围太小而造成非常大的偶然误差,这不符合我们的实验要求。

因此,必须把滑动变阻器连接成分压式电路。

例2.用伏安法测定一个阻值约为KΩ,额定功率为W的电阻,备用器材有:①电流表(µA,KΩ);②电流表(µA,Ω);③电压表(V,KΩ);④电压表(V,KΩ);⑤电压表(V,KΩ);⑥两节干电池,每节电动势V,最大电流A;⑦直流稳压电源(V,A);⑧直流稳压电源(V,A);⑨滑动变阻器阻值约为KΩ,额定功率为W。

滑动变阻器的连接方式和阻值的选择

滑动变阻器的连接方式和阻值的选择

滑动变阻器连接方式和阻值的选择福建省政和第一中学 (353600) 黄健康滑动变阻器的选择,是高考物理电学实验热点考查的内容。

它涉及连接方式和阻值大小两方面的选择。

研究相关物理问题时,要着眼于以下五个方面内容:1.滑动变阻器的有效利用率滑动变阻器的有效利用率,往往是绝大多数解题者容易忽视的问题。

滑动变阻器的有效利用率高低,表现在滑片移动的有效范围占整个可移动范围的大小。

在具体实验操作中,最好能让滑动变阻器有效利用率超过50%。

2.变阻器阻值与测量部分电路电阻大小对比R x R 由于高中物理实验室中滑动变阻器通常匝数都在几十匝到一百匝左右。

为研究问题方便起见,我们不妨假设一百匝来讨论问题,这可以让滑动变阻器的有效利用率大小明显凸显出来,还能让滑动变阻器阻值的取值与待测电阻对比更加明朗化。

R x R 在不必考虑滑动变阻器最大允许通过电流的情况下,限流式接法的滑动变阻器阻值大小通常取值R 为待测电阻的3~10倍比较适当,而分压式接法的滑动变阻器阻值为待测电阻一半以下比较适x R R x R 当。

这样,通常能保证仪表指针偏转范围达满偏值三分之一(或半偏)以上,也能保证滑动变阻器的有效利用率超过50%。

当然,具体问题还应具体分析,上述取值只是通常情况下的一个值,有时会因特殊要求而有所变化。

譬如,半偏法测定电流表内阻时,为了保证整个电路电流几乎不变,限流式接法的滑动变阻器阻值必须保证远大于待测电流表的内阻。

当给定的滑动变阻器阻值不符合设想要求时,就要进行机动性选择了。

例如,分压式接法的滑动变阻器阻值达不到一半以下要求时,我们就要尽量选择阻值小一些的滑动变阻器,那样调节会更加方R x R 便,其有效利用率也会相对高一些。

3.测量范围或仪表偏转范围大小作为实验题,在电路设计和仪表选择上,通常要让表针偏转量达半偏以上,实在无奈时表针偏转量最好也要能达到相应档位最大测量值的三分之一以上。

分压式接法测量部分电路电压和电流可从零开始起调,指针偏转范围大,相应测量范围大;限流式接法测量部分电路电压和电流不可从零开始起调,指针偏转范围小些,相应测量范围小些。

高中物理电学实验教学中对滑动变阻器的选取

高中物理电学实验教学中对滑动变阻器的选取

59神州教育高中物理电学实验教学中对滑动变阻器的选取丁兆平新疆克拉玛依市独山子第二中学摘要:电学实验是高中物理课程中的重要内容,也是强化学生动手实践能力的重点和难点。

电学实验教学的主要目的在于帮助学生学习电路设计、电路选择、仪器选择等方面知识,滑动变阻器的选取作为历来物理实验教学的难点,也是一项理论知识结合实践经验的重要过程,是学生应该掌握的基本技能,也是教学中的难点。

滑动变阻器是高中学生电学实验必须掌握的器材之一,该器材主要是对电路形成保护作用,还能调节用电器的电流、电压,其作用的重要性毋庸置疑,其原理及使用方法虽然简单易懂。

本文分析了在物理实验中,选择滑动变阻器的选取原则,以及在伏安法测电阻和功率中的实际应用分析。

关键词:滑动变阻器;高中物理;电学实验滑动变阻器是高中学生电学实验必须掌握的器材之一,该器材主要是对电路形成保护作用,还能调节用电器的电流、电压,其作用的重要性毋庸置疑,其原理及使用方法虽然简单易懂,但是,如何选择合适的滑动变阻器应对不同实验教学的需要也是实验成功的关键所在。

因为此类问题往往不会在考试中出现,但又是一项学生必须掌握的技能,往往成为教学中的盲点,学生一旦碰到此类问题容易束手无策。

一、高中物理电学实验教学滑动变阻器选取的基本原则高中阶段的电学实验主要有:测定电阻率、绘制小灯泡伏安图、测电源内阻等。

在这些实验中,关于滑动变阻器的选取主要分为两大类:电阻大小的选择、接入电路方法。

主要遵循以下三大基本原则。

(一)安全性原则也就是发挥滑动变阻器保护电路中各元件运行安全的主要功能。

如果该滑动变阻器接入电阻为最大值时,电路中的电流还是超过了电流表的限值,就需要改变滑动变阻器的接法,或者更换电阻更大的滑动变阻器。

相对而言,分压法对电路的保护作用要更加明显。

(二)目的性原则若实验中有明确要求时,滑动变阻器的连接方法和使用方法就必须按照要求进行。

例如:“电压从零开始调节”、“要求较大的电压变化范围”等描述,则选用分压接法,所用滑动变阻器的总阻值要相对小一些。

高中物理 电学实验中仪表的选择

高中物理 电学实验中仪表的选择

RX
A1
V1
S
2、要比较准确地测一个电阻RX ,阻值在50—60 之间, 实验室提供的器材如下: 电池组E=12V,r=0.5 ; 电压表V(0≈10V);电流表A1(050mA,RA1=20 ) ;电流表A2(0-300mA,RA2=0.01 ) ;滑动 变阻器R1(0-100 ,1A) ;滑动变阻器R2(0-1700 ,0.3A);导 线、电键。画出实验电路并标出所用仪器的字母
(二)电流表内接和外接的选择
(1)电流表内接方式 V
1)RX 》RA 2)RX> RARV 或RX/ RA>RV/RX
A RX
V
(2)电流表外接方式
1)RX 《 RV 2)RX < RARV 或RX/ RA < RV/RX
A
RX
( 3 ) 、如果RX、 RA、 RV的大小事先未知,可用试触法确定
电流 表的内外接法,如图P: RX M
解析:因为电路中可能的最大电流Imax≈12V/50 =240mA, 所以电流表应选A2,
因为R1<R2,且1A>240mA,滑动变阻器应选R1,且 调节方便 因为R1>RX, 所以应选限流电路 因为RV / RX<RX / RA2 所以选用内接电路
RX A2
V
s
R1
二、选择内容: 1、滑动变阻器的选择
(一)量程的选择:在满足实验要求的条件下,要 选用阻值比较小的变阻器,因为阻值越小,电阻的 变化越平缓,不致使测量电路中的电流或电压变化 非常突然,调节方便。
(二)在电路中连接方式的选择:滑动变阻器在电 路中的连接方式包括分压和限流。
(1) 、限流连接方式
1)一般情况或者没有特别说明的情况下,由于限流电 路能耗较小,结构连接简单,应优先考虑限流连接方式
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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越大,与越接近,即误差越小。

由上述的分析可知,用半偏法测电流表内阻实验中的滑动变阻器应该选择总电阻尽量大一些的,以保证有足够的电阻连入到电路中。

又,可知所用的电源的电动势越大,能够允许连入电路中的R越大,进而实验的误差越小。

而变阻箱R’则需要选择与电流表内阻相近的。

例1在把电流表改装成电压表的实验中,把量程μA,内阻约为100Ω的电流表G改装成电压表。

(1)采用如图2所示的电路测量电流表G的内阻Rg,可选用的器材有:A.电阻箱:最大阻值为Ω;B.电阻箱:最大阻值为Ω;C.滑动变阻器:最大阻值为2000Ω;D.滑动变阻器:最大阻值为50kΩ;E.电源:电动势约为2V,内阻很小;F.电源:电动势约为6V,内阻很小;G.开关、导线若干。

为提高测量精度,在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择;可变电阻R2应该选择;电源E应该选择。

(填入选用器材的字母代号)(2)测电流表G的内阻Rg的实验步骤如下:a.连接电路,将可变电阻R1调到最大;b.断开S2,闭合S1,调节可变电阻R1使电流表G满偏;c.闭合S2,调节可变电阻R1使电流表G半偏,此时可以认为电流表G的内阻Rg=R2。

设电流表G的内阻Rg的测量值为R测,真实值为R真,则R测R真。

(填“大于”、“小于”或“相等”)解析:本题是典型的半偏法测电阻,根据实验的特定,选择仪器首先从电源下手,电源尽量大一些,故选F;然后根据,可知当电流表满偏时,可变电阻R1接入电路中的阻值约为19900Ω,故R1选择D;而可变电阻R2应该选择与电流表内阻相差不多且可直接读出数值的,故选择A。

该实验的测量值比真实值偏小,故(2)空填“小于”。

3.测定电源的电动势和内阻实验中滑动变阻器的选择测定电源的电动势和内阻实验(电路如图3所示)中的滑动变阻器起改变电路中的总电阻,进而得到不同的电压值和电流值的作用。

为了尽量减少实验误差,实验采集的电压值和电流值数据之间的变化应该尽量明显一些。

设接入电路部分的电阻为R时,电压表示数为U,电流表示数为A;滑动滑片试接入电路部分的电阻增为R’,则电压表示数变为U’,电流表示数变为A’。

根据闭合回路的欧姆定律有所以由上述等式可得,当一定时,、越小,和越大,即电压表和电流表示数变化越明显。

因此,该实验中的滑动变阻器应该选择总阻值较小的,既可以保证接入电路中的电阻不会太大,调节灵敏度也高一些。

再者,该实验实际操作时选用的电源一般是用旧的电池,内阻较大,如果接入电路中的外加电阻过大,电路中的电流就会非常微弱,不利于测量。

例2为测定一节蓄电池的电动势和内阻(内阻约为Ω),实验可能采用的电路图如图4(甲、乙)所示。

为防止调节滑动变阻器时造成短路,电路中连接了一个保护电阻R0,除蓄电池、开关、导线外,可供使用的实验器材还有:A.电流表(量程0.6A、内阻约Ω)B.电压表(量程3V,内阻约6kΩ)C.电压表(量程15V,内阻约30kΩ)D.定值电阻(阻值1Ω;额定功率5W) E..定值电阻(阻值10Ω、额定功率10W)F.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)、额定电流2A)G.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω、额定电流lA)(1) 实验应采用电路(填“甲”或“乙”);(2) 电压表应选,定值电阻应选, 滑动变阻器应选。

(填相应仪器的序号)解析:电路采用乙电路。

由于一节蓄电池的电动势也就2 V左右,故电压表选B;定值电阻起保护作用,保证滑动变阻器不在电路中时的电路安全,故选择E;滑动变阻器则应该选择总阻值较小的,即F。

4.伏安法测电阻实验中滑动变阻器的选择测定金属的电阻率和描绘小电珠伏安特性曲线,都属于伏安法测电阻的实验,而伏安法测电阻实验中的滑动变阻器的选择正是“选择”问题中最让学生头疼的。

因为,这里面既有滑动变阻器的选择,还有滑动变阻器接法的选择。

4.1 已知接法的滑动变阻器选择如果已经知道了实验中滑动变阻器的接入方式,选择的难度相对较小。

一般而言,分压式接法选用总阻值相对较小的滑动变阻器;限流式接法则选用总阻值相对较大的滑动变阻器。

例3 (2006 北京卷)某同学用图5所示电路,测绘标有“,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R 随电压U变化的图像。

①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:电流表:A (量程100mA,内阻约2 );A (量程0.6A,内阻约);电压表:V (量程5V,内阻约5k );V (量程15V,内阻约15k );滑动变阻器:R (阻值范围0~10 );R (阻值范围0~2k );电源:E (电动势为,内阻约为); 图 5E (电动势为4V,内阻约为);为了调节方便,测量准确,试验中应选用电流表,电压表。

滑动变阻器,电源;(填器材的符号)解析:本题实验电路已知,即接法已知。

小灯泡的额定电压是,又是分压电路,安全没有问题,故电源就应该选择E ,与之相匹配的电压表、电流表应该是V 和A 。

然后,由所提供的数据,可得灯泡正常工作时的电阻约为,再考虑到分压电路,滑动变阻器应选择R 。

4.2 未知接法的滑动变阻器及其接法的选择滑动变阻器接法未知情况下的选择难度是比较大的,这时需要根据实验要求和所给器材进行适当的选择,主要考虑总原则之中的(2)、(3)原则。

例4(2008 北京海淀零模)有一根长陶瓷管,其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N,如图6(甲)所示。

用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为1kΩ,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。

某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。

A.米尺(最小分度为mm);B.游标卡尺(游标为20分度);C.电流表A1(量程0~5mA,内阻约10 W);D.电流表A2 (量程0~100mA,内阻约;E.电压表V1 (量程5V,内阻约5kW);F.电压表V2 (量程15V,内阻约15kW);G.滑动变阻器R1 (阻值范围0~10 W,额定电流1.5A);H.滑动变阻器R2 (阻值范围0~,额定电流1A);I.电源E (电动势6V,内阻可不计);J.开关一个,导线若干。

①(略)②为了比较准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便,实验中应选用电流表,电压表,滑动变阻器。

(填写器材前面的字母代号)③在方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图。

解析:由于有“比较准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便”的实验要求,滑动变阻器应采用分压接法,因为该接法可以得到的数据范围大,准确性较高,故滑动变阻器应该选择R1。

采用了分压接法,安全问题已解决,在考虑精确性的情况下,应选用电压表V1。

再由得通过该电阻的最大电流为5mA,可知电流表应选A1。

根据以上选择,不难画出实验的电路图(图7)。

例5(2007 北京西城二模)某同学做“测定金属电阻率”的实验。

这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5W的金属丝的电阻。

有以下器材可供选择:(要求结果尽量准确)A.电池组(3 V,内阻约1W);B.电流表(0~3 A,内阻约)C.电流表(0~ A,内阻约)D.电压表(0~3 V,内阻约3 kW)E.电压表(0~15 V,内阻约15 kW)F.滑动变阻器(0~20W,额定电流1A)G.滑动变阻器(0~1000W,额定电流0.6A)H.开关、导线。

实验时应选用的器材是(填写个器材的字母代号)。

请在下面的虚框中画出实验电路图。

解析:电源已经给定,在安全性和精确性的双重考虑下,电压表和电流表很容易选出。

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