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电学实验中滑动变阻器的选择原则

电学实验中滑动变阻器的选择原则
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999.9Ω;

B.电阻箱:最大阻值为9999.9Ω;

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0.5Ω),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0.5Ω) 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“3.8V,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0.3 );

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1.5V,内阻约为0.2 ); 图 5

E (电动势为4V,内阻约为0.04 );

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 3.8V,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12.7 ,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0.6W);

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0~1.5KW,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0.025W)

C.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125W)

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。至于滑动变阻器,由于提供的两个滑动变阻器的总阻值都比待测电阻大,这就决定必须采用限流接法,在此前提下,则选择总阻值相对较小的,调节灵敏度高一些。同时,由于待测的电阻与电流表和电压表的内阻比起来,应该看作小电阻,因此在电路上应该采用电流表外接法。所以所选器材是A.C.D.F.H,电路图如图8所示。

5.小结

电学实验中滑动变阻器的“选择”问题一直是考核的重点之一,学生要想做好变化多端的类似问题,首先就要对上述的的几个基本实验中对滑动变阻器的要求了然于胸,然后结合三大原则,加上一定的经验积累,也就差不多了。

高中电学实验器材选择

电学实验仪器的选择 一、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: ⑴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。 ⑵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。 ⑶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。 二、选择电学实验仪器主要是选择电源、电表、滑动变阻器等器件,通常可以从以下四方面人手: ①根据用电器的需要来确定选择电源. (1)选择直流电源,一般考虑用电器所需的电压、电路中的电流、电源电动势和允许电流等。 (2)在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下,选择电动势较大的电源(以获得更多的测量数据)。在相同电动势情况下,通常选择电阻较小的电源(以获得较稳定的路端电压),测电源阻除外 ②根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表. (1)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. 必须先根据已知条件估算电路中的最大电压或电流值(对定值电阻额定电压电流),以此确定选用略大于且量程最小的电表 (2)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. ③根据电路中可能出现的电流或电压围需选择滑动受阻器. (1)用最小电流推出最大总电阻,减去其他的电阻,使得滑动变阻器电阻大于该电阻(2)已知限流或分压。若控制电路确定为限流接法,则滑动变阻器应选用与实验电路中其它电阻的总阻值相差不大的,或是较大的;若控制电路确定为分压接法,则应选用在额定电流允许的条件下阻值较小的滑动变阻器。

滑动变阻器的选择

滑动变阻器的选择 【考点】: (1)滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中. (2)重点注意选择“下面接线柱”,口诀(移一下变小):离开下变大,靠近下变小。, (3)连接电路时,滑动变阻器的滑片移到最大阻值。 (4)阻值的选择:滑动变阻器最大阻值偏小,不能使被测电阻的电压调不到要求的电压;滑动变阻器通过的 电流太小,有可能被烧坏.(注意:用定值电阻的最大确定滑动变阻器的最大值) (5)滑动变阻器的作用:保护电路,改变定值电阻两端的电压和通过的电流,以便多次测量。 (6) 滑动变阻器在电路的故障: ①、电表完好,按电路图连好实验电路闭合开关S后,发现灯L不亮,○A、○V表均无示数。移动滑动变阻器的滑片P,但灯L仍不亮,○A、○V表仍无示数,其故障是滑动变阻器断路。 ②、电表完好,按电路图连好实验电路闭合开关S后,发现灯L亮,○V、○A表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P,○V、○A表 示数发生不变化,但灯L仍亮,其故障是滑动变阻器短路。 ③、电表完好,按电路图连好实验电路闭合开关S后,发现灯L发光较暗,移动滑动变阻器的滑片P,○A、○V表示数不发生变化,其故障是连接滑动变阻器时,两根导线同接在下面两个接线柱。 ④、电表完好,按电路图连好实验电路闭合开关S后,发现灯L较亮,○V、○A表有示数。移动滑动变阻器的滑片P,○A、○V表 示数不发生变化,其故障是连接滑动变阻器时,两根导线同接在上面两个接线柱。 ⑤、电表完好,按电路图连好实验电路闭合开关S后,发现灯L发光较亮,其原因:连接电路时,滑动变阻器的滑片 没有移动最大阻值上。 ⑥、电表完好,按电路图连好最后一根导线后,发现灯L发光较亮,其原因:连接电路时,开关没有断开和滑动变阻 器的滑片没有移动最大阻值上。 第一讲:滑动变阻器的阻值选择:【考点4】 1.(2013贵阳市)如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持 3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω1A”.实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭 合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示 数.接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两 个电阻() A.10Ω,和40ΩB.20Ω和30ΩC.10Ω和20ΩD.30Ω和40Ω 2. (2013遵义市)小明在做“用伏安法测电阻”的实验中,所用的器材有3V的电源,最 大阻值为10Ω的滑动变阻器R,待测电阻R x及如图甲所示的其它器材。 (1)如图甲,实验电路还未连接完整,请用笔画线代替导线在答题卡相应图中将实验电 路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时,电流表的示数增大。 (2)连接电路时,开关应处于状态。 (3)调节滑动变阻器进行多次测量,其中一次当电压表的示数为2.5V时,电流表对应的示数如 图乙所示,则本次测得的待测电阻R x = Ω。(保留两位有效数字) (4)做完以上实验后,小明还用该实验装置来探究电流与电压的关系,计划测量当R x两端电压 分别为1V、2V、3V时对应的电流,但发现无论调节滑动变阻器都不能使R x两端电压达到1V,原 因可能是。 3.(2011·遵义).某课外实验活动小组到实验室做“测定小灯泡L电阻”的实验。被测小灯泡L 的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω,实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表A量程 (“0~0.6A”,“0~3A”)、电压表V量程(“0~3V”,“0~15”)、开关各一只,导线若干,滑动变

电学实验如何选择仪器和电路

电学实验如何选择仪器和电路 在电学实验中,例如用伏安法测电阻.测量电源的电动势和内电阻,测某一用电器的伏安特性图线,都存在如何选择电学实验器材,如何选择测量电路、控制电路的问题.合理地选择实验器材和实验电路,可以使实验顺利进行,而且实验操作方便,实验误差较小. 正确地选译议器和电路的问题,有一定的灵活性.解决时应掌握和遵循一些基本的原则、即“安全性”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面要综合考虑.灵活运用. 一、实验仪器的选择 根据教学大纲及高考考试的要求,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入手: 1.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(一般取满偏刻度的2/3左右),以减少测读的误差. 2.根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器.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.

3.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.才能作出恰当的选择. 【例1】有一电阻R ,其阻值大约在40Ω至50Ω之 问,需进一步测定其阻值,现有下列器材:电池组, 电动势为9V ,内阻忽略不计;电压表V ,量程为0至 10V ,内阻20Ω;电流表A1,量程为0至50mA ,内 阻约20Ω;电流表A2,量程为0至300mA ,内阻约4Ω; 滑动变阻器R1,阻值范围为0至100Ω,额定电流1A ;滑动变阻器R2,阻值范围为0至1700Ω,额定电流0.3A ,开关S及导线若干.实验电路图如图1所示,实验中要求多测几组电流、电压.在实验中应选_________电流表和__________滑动变阻器. 【分析与解】 首先估算电路中可能达到的最大电流值,假设选电流表A 1,则,I m ≈ A R R E +≈0.14A ,超过了A 1的量程,及假设选电流表A 2,则I m ≈A R R E +≈0.18A,未超出A 2的量程,故应选电流表A 2,这一选择遵循了安全性原则. 对滑动变阻器的选择。假没选R 1,电路中的最小电流约为I min ≈ 1 2R R R E A ++≈0.06A,故电路中的电流强度范围为0.06A ~0.18A . 又假设选R 2,电路中的最小电流约为I ’min ≈22R R R E A ++≈0.005A

滑动变阻器的选择(有详细答案及解析)要点

滑动变阻器的选择 一.解答题(共5小题) 1.(2011?绍兴)小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V.改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中. (1)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视_________(选填序号); A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数 (2)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路; (3)实验中,他所选择的变阻器是_________(选填序号); A.10Ω0.5A B.20Ω1A C.50Ω2A (4)乙图中阴影部分面积表示的科学量是_________; (5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是_________. 2.在完成“测量小灯泡功率”的实验后,小明产生疑问:实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时,它消耗的电功率如何变化呢?为此,他找来了下列器材:电流表、电压表、开关各一个,一定值电阻,三个规格分别为“5Ω,1A”、“30Ω,1A”和“35Ω,0.5A”的滑动变阻器,导线若干,电源(电压为6V). (1)通过分析表中的数据,你认为小明选择的规格是_________的滑动变阻器. (2)根据题意,正确完成剩余部分连线,并使滑片向右移动时电流变小. (3)分析表中的数据,写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是_________.(4)以其中一组数据为例,算出定值电阻的阻值为_________Ω.(结果取整数) (5)小李正确连接电路,闭合开关后发现电流表指针不转,电压表示数接近6V,电路的故障是_________.

中考物理专题复习资料:滑动变阻器的选择(解析版)

滑动变阻器的选择 一?解答题(共5小题) 1小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为 6V.改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中. f电M Y 匕 (1)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视 B (选填序号); A. 变阻器滑片 B. 电压表示数 C. 电流表示数 (2 )在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路; (3)实验中,他所选择的变阻器是(选填序号); A.10Q0.5A B.20 Q1A C.50 Q2A (4 )乙图中阴影部分面积表示的科学量是电压; (5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能 是电阻R处有断路. 考探究电流与电压、电阻的关系实验. 占: 八、、?专作图题;简答题;实验探究题. 题: 分 (1)实验研究的是电流与电阻的关系,因此必须控制电阻两端的电压值一定,所以眼析:睛应注视电压表的示数,移动滑片保持电压表示数不变; (2)图中没有连入电路的是电压表,根据图象计算出电压表的示数,确定电压表选择的量程,在连 接过程中也要注意正负接线柱; (3)首先求出定值电阻两端需要控制的电压,然后根据串联电路的电压规律求得滑动变阻器两端的 电压值;然后从图乙中,取几个电流、电阻数值,分别算出对应的滑动变 阻器连入电路的电阻,这几个阻值都应该在滑动变阻器的阻值变化范围内,据此选择合适的变阻器.

(4)阴影部分为电流和电阻的乘积,应该为定值电阻两端的电压值; (5)电流表示数为0,说明电路中有断路,电压表示数接近6V,说明电压表和电源连

小专题---电学实验中的器材选择和电路设计

小专题 电学实验中的器材选择和电路设计 一、电路设计 1.测量电路的选择 (1)伏安法 测电阻??? ?? R x 较小或R x ?R V 或R x < R A R V ?电流表外接R x 较大或R x ?R A 或R x > R A R V ?电流表内接 2.控制电路的选择——滑动变阻器的限流接法和分压接法 限流接法 分压接法 对比说明 两种接法电路图 串、并联关系不同 负载R 上电压调节范围 RE R +R 0 ≤U ≤E 0≤U ≤E 电压能从零开始连续变化 分压接法调节范围大 负载R 上电流调节范围 E R +R 0≤I ≤E R 0≤I ≤E R 分压接法调节范围大 闭合S 前触头位置 b 端 a 端 都是为了保护电路元件 (1)负载电阻的阻值R x 远大于滑动变阻器总电阻R ,需用分压式电路. (2)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,需用分压式电路. (3)负载电阻的阻值R x 小于滑动变阻器的总电阻R 或相差不多,并且电压、电流表示数变化不要求从零起调,可采用限流式. (4)两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法消耗的总功率较小. 提示:一般情况下,若采用“分压式”接法,则选总阻值较小的滑动变阻器;若采用“限流式”接法,则选用与测量电阻阻值相当的滑动变阻器. 二.实验器材的选择 (1)安全——不超电表的量程 由电路中的欧姆定律或全电路欧姆定律来估算通过测量电路(待测电阻)或控制电路中的电流或电压的最大值;必须满足通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流. (2)精确——实验时电表指针在满偏度的13以上(被选中的电流、电压表量程的1 3 以上) 选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较大偏转(一般取满偏度的1 3以上);使用欧姆表选挡时 让指针尽可能在中值刻度附近.

初中物理探究电流与电阻关系时,滑动变阻器规格的选择练习题

探究电流与电阻关系时,滑动变阻器规格的选择练习题 1.现有下列器材:学生电源(6V),电流表(0﹣0.6A,0﹣3A)、电压表(0﹣3V,0﹣15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干,利用这些器材探究“电压不变时,电流与电阻的关系” (1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路.(要求连线不得交叉) (2)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.由图象可以得出结论:. (3)上述实验中,小强用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向(选填“A”或“B”)端移动滑片,使电压表示数为V 时,读出电流表的示数. (4)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器. A.50Ω 1.0A B.30Ω 1.0A C.20Ω 1.0A. 2.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻各一个. (1)小哲帮小彬检查时发现连线不对,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上(导线不允许交叉). (2))电路改正以后,小彬实验时发现电流表示数为0,电压表示数接近3V,经检查导线均

完好且接触良好,则电路发生的故障可能是. (3)排除故障后,如果他们先用5Ω的电阻做实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数达到某一值时,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为A.(4)如果他们用5Ω的电阻做实验时,滑动变阻器的滑片刚好在上图所示位置,接下来把5Ω换成10Ω电阻后,为保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P 向端移动(选填“左”或“右”). (5)再将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复以上步骤.实验记录的多组数据如下表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与导体的电阻成比. (6)小彬同学换用40Ω的定值电阻接着进行上述实验,请判断他能否顺利完成并说明理由..

高二物理专题练习-电学实验器材及电路的选择

电学实验器材及电路的选择 电路实验,不仅涉及测量电路的合理设计或选取、涉及控制电路的合理选取、涉及实际电路的连接以及电路初态的设置问题,而且涉及各测量电表及可变电阻器等器材的合理选配问题。 一、实验器材的选择: 1.对实验器材和装置的选择,应遵循以下几条主要原则: ①安全性原则:即实验过程中,不产生由于器材或装置选择不当而使仪器发生损坏等不良后果。在电学实验中,主要表现为电流表,电压表使用中,正、负接线柱不能接反;各电表的读数不能超过其量程,电阻类元件的电流不能超过其最大允许电流等;电源的最大输出电流不超过其额定电流等。 ②精确性原则:要求实验误差尽量小,精度尽量高。即要求实验能尽量减小系统误差和偶然误差。在电学实验中,应选择适当的实验电路,选择电流表、电压表、欧姆表的适当量程进行测量。电压表、电流表的指针应指到满偏刻度的三分之一以上。欧姆表读数时应使指针指到中值电阻附近(可更换不同的倍率档调整),注意每次改变倍率档时要欧姆调零。 ③方便性原则:在保证实验能够顺利进行的条件下,使实验操作方便易行。在电学实验中,主要表现在滑动变阻器规格的选择、分压式电路与限流式电路的选择等。在分压接法中,一般选择电阻较小而额定电流较大的;在限流接法中,变阻器的阻值应与电路中其他电阻的阻值比较接近。 ④可行性原则:注重实际,满足实验要求;并且是电路元件少,耗能少。 2、几种仪器的选择 ①电源的选择 (1)一般根据实验要求来选择。如“电磁打点计时器”选用交流4-6V电源,“电火花计时器”则用220V交流电源;“测量电源电动势和内电阻”则用一节旧一些的干电池等等。 (2)根据用电器的额定电压来选择。 ②、电流表和电压表的选择 (1)根据电源的参数来选择; (2)根据电路中的最大电流(或者电压)来选择; (3)根据用电器的额定电流(或者电压)来选择。 ③、滑动变阻器的选择 (1)用分压接法时,滑动变阻器应该选用阻值小的;而额定电流大的。 (2)用限流接法时,滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。 3、对器材的选择的一般步骤 ①选出唯一性器材;②草画电路图(暂不接入电流表、电压表);③估算电路中电流和电压可能达到的最大值,在考虑电表指针有较大偏转但不超量程的情况下,结合已知实验器材的规格,以此选择电流表和电压表及量程.④根据电路选择滑动变阻器. 4、实物连线 1、总的原则:先串后并,接线到柱,注意量程和正负。 2、对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、开关、滑动变阻器、伏安法四

中考物理专题复习资料:滑动变阻器的选择(解析版)

滑动变阻器的选择 一.解答题(共5小题) 1.小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V.改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中. (1)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视B(选填序号); A.变阻器滑片 B.电压表示数 C.电流表示数 (2)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路; (3)实验中,他所选择的变阻器是C(选填序号); A.10Ω0.5A B.20Ω1A C.50Ω2A (4)乙图中阴影部分面积表示的科学量是电压; (5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V,电路发生的故障可能是电阻R处有断路.

= 2.在完成“测量小灯泡功率”的实验后,小明产生疑问:实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时,它消耗的电功率如何变化呢?为此,他找来了下列器材:电流表、电压表、开关各一个,一定值电阻,三个规格分别为“5Ω,1A”、“30Ω,1A”和“35Ω,0.5A”的滑动变阻器,导线若干,电源(电压为6V).

(1)通过分析表中的数据,你认为小明选择的规格是“30Ω,1A”的滑动变阻器.(2)根据题意,正确完成剩余部分连线,并使滑片向右移动时电流变小. (3)分析表中的数据,写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大,后减小. (4)以其中一组数据为例,算出定值电阻的阻值为9Ω.(结果取整数) (5)小李正确连接电路,闭合开关后发现电流表指针不转,电压表示数接近6V,电路的故障是滑动变阻器断路. R'=≈

高考物理电学实验如何选择仪器和电路

高考物理电学实验如何选择仪器和电路 在电学实验中,例如用伏安法测电阻.测量电源的电动势和内电阻,测某一用电器的伏安特性图线,都存在如何选择电学实验器材,如何选择测量电路、控制电路的问题.合理地选择实验器材和实验电路,可以使实验顺利进行,而且实验操作方便,实验误差较小.正确地选译议器和电路的问题,有一定的灵活性.解决时应掌握和遵循一些基本的原则、即“安全性”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、 “耗电少”等各方面要综合考虑.灵活运用. 一、实验仪器的选择 根据教学大纲及高考考试的要求,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: 1.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(一般取满偏刻度的2/3左右),以减少测读的误差. 2.根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器.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. 3.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.才能作出恰当的选择. 【例1】有一电阻R,其阻值大约在40Ω至50Ω之问,需进一步测定其阻值,现有下列器材:电池组,电动势为9V,内阻忽略不计;电压表V,量程为0至10V,内阻20Ω;电流表A1,量程为0至50mA,内阻约20Ω;电流表A2,量程为0至300mA,内阻约4Ω;滑动变阻器R1,阻值范围为0至100Ω,额定电流1A;滑动变阻器R2,阻值范围为0至1700Ω,额定电流0.3A,开关S及导线若干.实验电路图如图1所示,实验中要求多测几组电流、电压.在实验中应选_________电流表和__________滑动变阻器. 【分析与解】首先估算电路中可能达到的最大电流值,假设选电流表A1,则 ,超过了A1的量程,及假设选电流表A2,则 ,未超出A2的量程,故应选电流表A2,这一选择遵循了安全性原则. 对滑动变阻器的选择。假设选R1,电路中的最小电流约为 故电路中的电流强度范围为0.06A~0.18A.又假设选R2,电路中的最小电流约为

高中的物理电学实验经典模型总结

电学实验经典模型总结 实验设计的基本思路 (一)电学实验中所用到的基本知识 在近年的电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为:Ir U E I U R +== ,。由此可见,对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。因此复习中应熟练掌握基本实验知识及方法,做到以不变应万变。 1.电路设计原则:正确地选择仪器和设计电路的问题,有一定的灵活性,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。 ⑴正确性:实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 ⑵安全性:实验方案的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。 ⑶方便性:实验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理。 ⑷精确性:在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。 2.电学实验仪器的选择: ⑴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(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。 ⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器,注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。 ⑶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,才能作出恰当的选择。总之,最优选择的原则是:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。 明确目的 →选择方案 → 选定器材 → 拟定步骤 数据处理 → →误差分析

高考物理电学实验如何选择仪器和电路

知识就堤力量 高考物理电学实验如何选择仪器和电路 在电学实验中,例如用伏安法测电阻. 测量电源的电动势和内电阻,测某一用电器的伏安特性图线,都存在如何选择电学实验器材,如何选择测量电路、控制电路的问题.合理地选择实验器材和实验电路,可以使实验顺利进行,而且实验操作方便,实验误差较小. 正确地选译议器和电路的问题,有一定的灵活性.解决时应掌握和遵循一些基本的原则、即“安全性”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、 “耗电少”等各方面要综合考虑.灵活运用. 一、实验仪器的选择 根据教学大纲及高考考试的要求,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: 1. 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(一般取满偏刻度的2/3左右),以减少测读的误差. 2?根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器?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. 3.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.才能作出恰当的选择. 【例1】有一电阻R其阻值大约在40Q至50Q之问,需进一步测定其阻值,现有下列器材:电池组,电动势为9V,内阻忽略不计;电压表V,量程为0至10V,内阻20 Q ;电流表A1,量程为0至50m A,内阻约20Q ;电流表 A2,量程为0至300mA内阻约4Q;滑动变阻器R1,阻值范围为0至100Q,额定电流1A;滑动变阻器R2,阻值范围为0至1700Q, 额定电流0.3A,开关S及导线若干.实验电路图如图1所示,实验中要求多测几组电流、电压.在实验中应选_______________________ 电流表和______________ 滑动变阻器. 【分析与解】首先估算电路中可能达到的最大电流值,假设选电流表 ,超过了A1的量程,及假设选电流表A2,则 ,未超出A2的量程,故应选电流表A2,这一选择遵循了安全性原 则. 对滑动变阻器的选择。假设选R1,电路中的最小电流约为 故电路中的电流强度范围为0.06A?0.18A .又假设选R2,电路中的最小电流约为 區,辭----- £----- ^0.00^ 凡“ +禺

高中物理《电学实验器材和电路的选择》教学设计

电学实验器材和电路的选择 一、教学目标 1.使学生掌握选择器材和电路的一般原则。 2.使学生掌握选择电压表、电流表、滑动变阻器的方法。 3.使学生会选择电流表内外接法。 4.使学生会选用分压电路和制流电路。 5.培养学生实事求是的科学态度。 二、教学重难点分析 1.教学重点:电流表内外接法的选择方法;分压、制流电路的选择方法。 2.教学难点:分压电路的连接。 三、教学过程设计 一、选择器材和电路的一般原则 在中学电学实验中,选择器材和电路的原则是: 1.安全性原则。 2.精确性原则。 3.简便性原则。 安全性原则是指实验中要保证电流、电压值既不超过仪表的量程,又不能超过变阻器、小灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值。 精确性原则是指在不违反安全性原则的前提下,尽量使测量结果更精确。 简便性原则是指在不违反前两个原则的前提下,尽量使测量电路简单好接,测量中的调节控制操作方便。 二、器材的选择 下面我们用一个例题来说明如何选择器材。 有一个电阻R x,其阻值大约是10Ω,请选择适当的器材,以便测量其阻值,可供选择的电路如图。 可供选择的器材是:

电动势4.5V 、内阻不计的电源E 量程为5V 、内阻10k Ω的电压表V 1 量程为3V 、内阻6k Ω的电压表V 2 量程为300mA 、内阻4Ω的电流表A 1 量程为500mA 、内阻2Ω的电流表A 2 最大阻值20Ω、额定电流1.5A 的滑动变阻器R 1 最大阻值500Ω、额定电流0.5A 的滑动变阻器R 2 开关和若干根导线。 思考问题:请问应选择哪些器材,以便测量待测电阻的值? 1.电压表、电流表的选择 因为电源的电动势是4.5V ,根据安全性原则,我们不选量程仅3V 的电压表V 2,而要选择量程5V 的电压表V 1,同时,因待测电阻两端的电压最大值是4.5V ,所以用电压表V 1测量时,可有很多数据超过电压表的半量程,这样结果较为精确,也符合精确性原则。 因为测量时,最大电流为I m = 10V 5.4=0.45A ,所以选符合安全性原则和精确性原则的电流表A 2。 2.滑动变阻器的选择 因为测量时,最大电流为I m =0.45A ,没有超过两个滑动变阻器的额定电流,根据安全性原则,两个滑动变阻器都可以选用。 如果选用变阻器R 1,其值大约是待测电阻值的两倍,可以使待测电阻上的电压从1.5V 变化到4.5V ,范围足够大。如果选用变阻器R 2,可以使待测电阻上的电压变化范围更大,它们都符合精确性原则。 但是变阻器R 2的阻值是待测电阻的50倍,在实际操作过程中,用它调节电流跳跃性大,远不如变阻器R 1好操作,按照简便性原则,我们选用变阻器R 1。 三、电路的选择 1.电流表内外接法的选择

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

高中物理电学实验专题(经典)

电学实验(经典) 实验设计的基本思路 (一)电学实验中所用到的基本知识 , 电学实验中,电阻的测量(包括变形如电表内阻的测量)、测电源的电动势与内电阻是 考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为: Ir U E I U R +== ,。 可见,对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在,但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样,在此往往也是高考试题的着力点之处。 1.电路设计原则:正确地选择仪器和设计电路的问题,解决时应掌握和遵循一些基本的原则,即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则,兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑,灵活运用。 (1)正确性:实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 (2)安全性:实验方案的实施要安全可靠,实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注 意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率,电源也有最大允许电流,不能烧坏仪器。 (3)方便性:实验应当便于操作,便于读数,便于进行数据处理。 (4)精确性:在实验方案、仪器、仪器量程的选择上,应使实验误差尽可能的小。 2.电学实验仪器的选择: (1)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(一般要大于满偏度的1/3),以减少测读误差。 — (2)选择滑动变阻器:注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值,对大阻值的变阻器,如果是滑动头稍有移动,使电流、电压有很大变化的,不宜采用。 (3)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,才能作出恰当的选择。总之,最优选择的原则是:方法误差尽可能小;间接测定值尽可能有较多的有效数字位数,直接测定值的测量使误差尽可能小,且不超过仪表的量程;实现较大范围的灵敏调节;在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。

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<>RL时,滑动触头在从b向a滑动的过程中,先是电流表、电压表的示数变化不大,后来在很小的电阻变化范围内,电 流表、电压表的读数变化很快,也不方便读数,只有当RL与R0差不多大小时,才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能达到目的的前提下,限流法较为 省电,电路连接也较为简单. ②分压法.如图(b)所示,待测电阻上电压调节范围为0~E,且R0相对于RL 越小,R上的电压变化的线性就越好.当R0>>RL时,尽管UL变化范围仍是0~E,但数据几乎没有可记录性,因为在这种情况下,滑片从左端滑起,要一直快 到右端时,电压表上示数一直几乎为零,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≈Rap, 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

中考物理专题复习资料:滑动变阻器的选择(解析版)说课材料

滑动变阻器的选择 一.解答题(共5小题) 1.小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6V .改变电阻R 的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R 两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中. (1)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视 B (选填序号); A .变阻器滑片 B .电压表示数 C .电流表示数 (2)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路; (3)实验中,他所选择的变阻器是 C (选填序号); A .10Ω 0.5A B .20Ω 1A C .50Ω 2A (4)乙图中阴影部分面积表示的科学量是 电压 ; (5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6V ,电路发生的故障可能是 电阻R 处有断路 . 考点: 探究电流与电压、电阻的关系实验. 专题: 作图题;简答题;实验探究题. 分析: (1)实验研究的是电流与电阻的关系,因此必须控制电阻两端的电压值一定,所以眼睛应注视电压表的示数,移动滑片保持电压表示数不变; (2)图中没有连入电路的是电压表,根据图象计算出电压表的示数,确定电压表选择的量程,在连接过程中也要注意正负接线柱; (3)首先求出定值电阻两端需要控制的电压,然后根据串联电路的电压规律求得滑动变阻器两端的电压值;然后从图乙中,取几个电流、电阻数值,分别算出对应的滑动变阻器连入电路的电阻,这几个阻值都应该在滑动变阻器的阻值变化范围内,据此选择合适的变阻器. (4)阴影部分为电流和电阻的乘积,应该为定值电阻两端的电压值; (5)电流表示数为0,说明电路中有断路,电压表示数接近6V ,说明电压表和电源连

滑动变阻器两种连接方式的选择原则

滑动变阻器两种连接方式的选择原则滑动变阻器是电学实验中常用的器材,它在电路中的连接方式是中学物理实验教学的难点,也是历年高考的一个重要考点。滑动变阻器在电路中的连接方式有两种,一种是限流式接法(如图a),另一种是分压式接法(如图b)。下面我们对滑动变阻器的两种连接方式进行分析。 1 两种连接方式的区别 假设AB两端电压为U (1)消耗的功率不同 限流式电路消耗的功率为: 分压式电路消耗的功率为:

因为,所以I1>中,待测金属丝的电阻大约为10,所提供的滑动变阻器电阻为0~50,待测电阻小于滑动变阻器的电阻,采用限流或分压两种方式的电路对通过R x的电流均有明显的控制作用,因此,两种连接方式连入电路均可。但是,前面分析过,限流方式比分压方式更节能,所以应优先考虑限流方式。只有当被测电阻远大于滑动变阻器电阻时,即使滑动变阻器滑动触头从一端滑至另一端,R x两端电压和流入R x的电流变化仍极小,滑动变阻器的限流作用不明显,这时滑动变阻器只能采用分压式接法。 (2)保护用电器的原则 物理实验首先要保证电路中各种用电器的安全,当题目所提供的仪器,如电表量程或电阻的最大允许值不够时,限流式接法不能保证电路中各种器件的安全工作,此时应该采用分压式接法。现以1997年高考题为例进行分析。

初中电学实验题及答案--最新版

初中电学实验题及答案 一、实验,探究题 1、如图13是“探究串联电路电流特点”的实验电路图: (1)实验中,选择两个小灯泡的规格是的(填“相同”或“不相同”). (2)下表是某同学实验中的二组数据:指出上述表格所记录的数据中,明显错误的数值是,造成错误的原因是. 电流表的位置 A B C 电流I/A 0.3 0.3 1.5 (3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光,造成其中一个小灯泡不发光的原因是 ( ) A.通过灯泡的电流小B.灯泡的灯丝断了 C.灯丝的电阻小D.小灯泡靠近负极 2、用如图20甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为≠),S为单刀双掷开关,R0为定值电阻.某同学用该电路进行实验, 主要步骤有: A.把开关S接b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I; B.读出电阻箱的示数R; C.把开关S接a点,读出电流表的示数为I; D.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大; (1)上述步骤的合理顺序是(只需填写序号). (2)步骤A中电阻箱调节好后示数如图乙所示,则它的示数为Ω.若已知R0的阻值为10Ω,则待测电阻的阻值为Ω.

3、小乐想利用两块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻R X的阻值。小乐选择了满足实验要求的电源、电流表A1和A2,并连接了部分实验电路,如图19所示。 (1).请你帮助小乐完成图19所示的实验电路的连接。 (2).电流表A1的示数用I1表示,电流表A2的示数用I2表示,请用I1、I2和R0表示R X。R X = 。 4、在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中. (1)在图甲中,请你将电压表正确连入电路,完成电路的连接.

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