2019_2020学年高中物理第二章电路微型专题5限流电路和分压电路伏安法测电阻学案粤教版选修3_.pdf
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1、微型专题 5 限流电路和分压电路 伏安法测电阻微型专题 5 限流电路和分压电路 伏安法测电阻 学科素养与目标要求 物理观念:1.进一步熟悉滑动变阻器的构造和原理.2.认识伏安法测电阻电路的两种接法. 科学思维 : 1.理解滑动变阻器的限流电路和分压电路的接法,并能正确运用.2.理解电流表内 接法和外接法,并能正确选择. 一、滑动变阻器限流式和分压式接法 限流式分压式 电路组成 变阻器接入电 路的特点 采用“一上一下”的接法采用“两下一上”的接法 调压范围E(不计电源内阻) ERx RRx 0E(不计电源内阻) 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变 阻器的总电阻R相差不多, 或R稍大,且电压、电
2、流变化 不要求从零调起 (1)要求负载上电压或电流变化 范围较大,且从零开始连续可调 (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑 动变阻器的总电阻R 例 1 (多选)一同学将变阻器与一个 6V、68W 的小灯泡 L 及开关 S 串联后接在输出电压恒 为 6V 的电源E上, 当 S 闭合时, 发现灯泡发光.按如图 1 所示的接法, 当滑动片P向右滑动时, 灯泡将( ) 图 1 A.变暗 B.变亮 C.亮度不变 D.不可能被烧坏 答案 BD 解析 由题图可知,变阻器接入电路的是PB段的电阻丝,当滑片P向右滑动时,接入电路中 的电阻丝变短,电阻减小,电路中电流变大,灯泡变亮,B 选项正确;由于灯泡的额定电压
3、等于电源电压,所以不可能烧坏灯泡,D 选项正确. 例 2 如图 2 所示,滑动变阻器R1的最大阻值是 200,R2300,A、B两端输入电压恒 为UAB8V. 图 2 (1)当 S 断开时,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少? (2)当 S 闭合时,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少? 答案 (1)4.88V (2)08V 解析 (1)S 断开时,滑动变阻器R1为限流式接法,R1的下部不接入电路中,当滑片P在最上 端时,R1接入电路的电阻为零,因此R2获得的最大电压等于 8V,当滑片P在最下端时,R1 与R2串联,此时R2两端的电压最小,UR2UAB4.8V,所以R2两
4、端的电压变化范围为 R2 R1R2 4.88V. (2)当 S 闭合时,滑动变阻器R1为分压式接法,当滑片在最下端时,R2两端电压为 0,当滑片 在最上端时,R2两端的电压最大,为 8V,所以R2两端的电压变化范围为 08V. 1.滑动变阻器接入电路时,金属杆的两个端点不能同时接入电路,否则电流将从金属杆流过 而将滑动变阻器短路; 2.限流式接法电压调节范围较小,而分压式接法电压调节范围较大(电压最小值从 0 开始), 在具体应用中要根据题目要求合理选择. 二、电流表的内接法和外接法 1.两种接法的比较 内接法外接法 电路 误差分析 电压表示数 UVURUAUR 电流表示数IAIR R测R真
5、UV IA UR IR 电压表示数 UVUR 电流表示数 IAIRIVIR R测R真 UV IA UR IR 误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用 2.电流表内、外接的选择方法 (1)直接比较法:当RxRA时,采用内接法,当RxRV时,采用外接法,即大电阻用内接法, 小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”. (2)公式计算法: 当即当Rx时,用电流表外接法, RV Rx Rx RA RARV 当Rx时,两种接法效果相同.RARV (3)试触法:如图 3,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化, 若电流表的示数变化更明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法,若
6、电压 表的示数变化更明显,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法. 图 3 例 3 (2018重庆市高二期末)用伏安法测某一电阻:电压表示数为U,电流表示数为I, 电阻测量值R .如果采用如图 4 甲所示的电路,测量值为R1,如果采用如图乙所示电路, U I 测量值为R2, 电阻的真实值为R真, 它们之间的关系是 :R1_R真,R2_R真(填 “” “” 或“ 系统 解析 题图甲中电压表测量值为真实值,由于电压表分流作用,电流表测量值偏大,故电阻 测量值偏小;题图乙中电流表测量值为真实值,由于电流表分压作用,电压表测量值偏大, 故电阻测量值偏大,所以有R1R真,这种误差属于系统误差.
7、 针对训练 (2018清华附中期中)某同学用如图 5 甲所示电路测量电阻Rx,Rx的测量值比真 实值_(选填“偏大”或“偏小”);若被测电阻Rx的阻值约为 1,应采用图 _(选填“甲”或“乙”)所示电路,误差会比较小. 图 5 答案 偏小 甲 解析 电流表采用外接法时,电压表测量的电压为电阻两端的电压,考虑到电压表的内阻, 电流表测量的电流为电压表和电阻的电流之和,即测得的电流偏大,根据欧姆定律,知测得 的电阻偏小.若被测电阻Rx的阻值约为 1,该电阻远小于电压表内阻,属于小电阻,故用电 流表外接法测量误差较小,应采用题图甲所示电路. 1.(滑动变阻器电路分析)如图 6 所示,A、B间电压恒为
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