内外接法、限流分压式的选择

1、电学实验基础基础电学实验基础基础用电压表测被测量电阻两端的电压用电压表测被测量电阻两端的电压用电流表测流过被测量电阻电流用电流表测流过被测量电阻电流IUR一、伏安法测电阻一、伏安法测电阻 内外接法的选择内外接法的选择电学实验基础知识电学实验基础知识xAxRxARxRRRIUUIUR测测测由于由于电流表分压电流表分压引起的。引起的。若若 时，采用电流表内接法时，采用电流表内接法XRARxVxVxVRxRxRRRRRIIUIUR测测测由于由于电压表分流电压表分流引起的。引起的。RXVARXAVXRVR若若 时，采用电流表外接法时，采用电流表外接法。R测R真R测R真1、采用电流表内接法的条件：RxR

2、A 采用电流表外接法的条件：RvRx电流表内、外接判断方法用试触法进行判断当 （即 )时用内接法xAVRR R2、当不满足RxRA和RvRx关系时当（即 )时用外接法xAVRR R当 时，用内、外接法均可xAVRR R3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时xvAxRRRRxvAxRRRR试触法试触法b.b.选择方法：将电压表分别接选择方法：将电压表分别接a a、b b两点两点结论：两次接触，那个表示数变化明显结论：两次接触，那个表示数变化明显 , R, Rx x就与那就与那个表个表“近接近接”a.a.条件：未给出条件：未给出R RX X的估计阻值的估计阻值RXVAPab比较项目比较项目电流表内接法

3、电流表内接法电流表外接法电流表外接法电路电路误差来源误差来源测量结果测量结果适用条件适用条件实验电路实验电路（电流表内外接法）（电流表内外接法）选择的依据选择的依据 R测测U/IRx 偏大偏大R测测U/IRx 偏小偏小电流表的分压电流表的分压电压表的分流电压表的分流1 1）、限流式：）、限流式：2 2）、分压式：）、分压式：AVRXRLAVRLRX二、滑动变阻器的两种接法二、滑动变阻器的两种接法优点：电路简单，省电优点：电路简单，省电不足：电压不足：电压不能不能从零开始从零开始优点：电压优点：电压能能从零开始从零开始不足：电路复杂，费电不足：电路复杂，费电电学实验基础知识电学实验基础知识负载负

4、载R RX X的电压调节范围的电压调节范围在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大在合上开关以前，一定要使滑动变阻器所使用的阻值最大R RX XPabERr=0EERRRXXEIP 源R RX XPabERr= 0负载负载R RX X的电压调节范围的电压调节范围0-E0-E在合上开关以前，一定要在合上开关以前，一定要使滑动变阻器滑动头的初始位使滑动变阻器滑动头的初始位置置于置置于a a端以使负载上的电端以使负载上的电压和电流最小（均为零）压和电流最小（均为零）比较项目比较项目限流式接法限流式接法分压式接法分压式接法电路电路电压调节的电压调节的范围范围电流调节的电流调节的范围范围电能损

5、耗电能损耗电路连接电路连接控制电路控制电路（滑动变阻器的接法）（滑动变阻器的接法）的比较：的比较： EIR电源负担轻电源负担轻 E（IR+Iap）电源负担重电源负担重简便简便复杂复杂控制电路选择方法及所应电阻的选择控制电路选择方法及所应电阻的选择 限流接法限流接法 （ 通常情况 ） 电流、电压能达到要求的电流、电压能达到要求的 调节范围；调节范围；不超过测量仪表的量程，不超过测量仪表的量程，不超过各元件允许的最大电流。不超过各元件允许的最大电流。控制电路选择方法及所应电阻的选择控制电路选择方法及所应电阻的选择 分压接法分压接法： （三种特殊条件三种特殊条件 ） a 、要求某部分电路的电压或、要

6、求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调。电流从零开始连续可调。b、采用限流接法时无论怎样、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中的电调节滑动变阻器，电路中的电流（电压）都会超过电表量程流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。或元件允许的最大电流。c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得多组数据。于测量获得多组数据。 例例1.1.用伏安法测量金属导线的电阻用伏安法测量金属导线的电阻R R，试把图中给出的器，试把图中给出的器材连接成测量材连接成测量R R的合适的电路。图中安培表的量程为的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A0.6A，

7、内阻接近，内阻接近11，伏特表的量程为，伏特表的量程为3V3V，内阻为，内阻为5K;5K;电源的电动势为电源的电动势为6V6V，变阻器的阻值为，变阻器的阻值为020 020 。在闭合。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：+-RXAV+例例2 2：有一个电阻：有一个电阻R Rx x，其阻值大约是，其阻值大约是25k 25k ，可供选择，可供选择的器材是：的器材是：电流表电流表A A

8、1 1 (0-100A, 2k) (0-100A, 2k)电流表电流表A A2 2 (0-500A, 300) (0-500A, 300)电压表电压表V V1 1 (0-10V, 100k (0-10V, 100k）电压表电压表V V2 2 (0-50V, 500K (0-50V, 500K）直流稳压电源直流稳压电源 E E（15V15V，1A1A） 滑动变阻器滑动变阻器 R (1k, 1W) R (1k, 1W) 电键电键K K和若干根导线和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。准确，

9、并画出电路图，再将如图示的实物连线。+ +E E=15V=15V25K25K1K1K R RX XA A2 2V V1 1A1例例3 3某电压表的内阻在某电压表的内阻在202050k50k之间之间, ,现要测量其内现要测量其内阻阻, ,实验室提供下列可选用的器材实验室提供下列可选用的器材: :待测电压表待测电压表V(V(量程量程3V)3V)电流表电流表A A1 1( (量程量程200A )200A )电流表电流表A A2 2( (量程量程5mA)5mA)电流表电流表A A3 3( (量程量程0.6A)0.6A)滑动变阻器滑动变阻器R(R(最大阻最大阻1K) 1K) 电源电源( (电动势电动势4

10、V)4V)电键电键K.K.(1)(1)所提供的电流表中所提供的电流表中, ,应选用应选用_(_(填写字母代号填写字母代号). ).(2)(2)为了尽量减小误差为了尽量减小误差, ,要求测多组数据要求测多组数据. .试在方框中画出试在方框中画出符合要求的实验电路图符合要求的实验电路图VA1 例例4 （实验设计）有以下可供选用的器材及导线若干条（实验设计）有以下可供选用的器材及导线若干条,要求使用要求使用个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流个数最少的仪器尽可能精确地测量一个电流表的满偏电流A被测电流表被测电流表A1：满偏电流约：满偏电流约700800 ，内阻约，内阻约100，刻度均匀

11、、总格数为刻度均匀、总格数为NB电流表电流表A2：量程：量程0.6A，内阻，内阻0.1 C电压表电压表V：量程：量程3V，内阻，内阻3kD滑动变阻器滑动变阻器R1：最大阻值：最大阻值200E滑动变阻器滑动变阻器R2：最大阻值：最大阻值1kF电源电源E：电动势：电动势3V、内阻、内阻1.5G开关一个开关一个（1）在自己的草稿本上画出实验电路图）在自己的草稿本上画出实验电路图,并在每个选用的仪器旁并在每个选用的仪器旁标上题目所给的字母序号标上题目所给的字母序号（2）测量过程中测出多组数据）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表其中一组数据中待测电流表A的的指针偏转了指针偏转了n格，可算出

12、满偏电流格，可算出满偏电流Ig=_，式中除，式中除N、n外外,其他字母符号代表的物理量是其他字母符号代表的物理量是_ A例例5有一个电阻有一个电阻Rx，其阻值大约在，其阻值大约在4050之间，现之间，现要进一步测量其电阻，手边现有器材如下：要进一步测量其电阻，手边现有器材如下：电源电源E（电动势（电动势12V，内阻为，内阻为0.5）；）；电压表（电压表（0-3-15V，内阻约为，内阻约为10k）；）；电流表（电流表（0-0.6-3A，内阻约为，内阻约为1）；）；滑动变阻器滑动变阻器R1（阻值（阻值0-10，额定电流，额定电流2A）；）；滑动变阻器滑动变阻器R2（阻值（阻值0-1700，额定电流

13、，额定电流0.3A）；）；电键电键K和导线若干和导线若干.电压表的量程应选电压表的量程应选 ，电流表的量程应选，电流表的量程应选 ，滑动，滑动变阻器应选用变阻器应选用 。 请画出实验电路图。请画出实验电路图。（1）15V，3A，R1 (2)分压器接法，电流表外接法分压器接法，电流表外接法 【例题【例题6 6】（20062006年全国年全国、）现要测量某一电压表现要测量某一电压表 的内阻。给定的器的内阻。给定的器材有：待测电压表材有：待测电压表 （量程（量程2V2V，内阻约，内阻约4k4k）；电流表）；电流表 （量程（量程1.2mA1.2mA，内阻约内阻约500500）；直流电源）；直流电源E

14、E（电动势约（电动势约2.4V2.4V，内阻不计）；固定电阻，内阻不计）；固定电阻3 3个：个：R R1 1=4000=4000，R R2 2=10000=10000，R R3 3=15000=15000；电键；电键S S及导线若干。要求测量时及导线若干。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。两电表指针偏转均超过其量程的一半。 试从试从3 3个固定电阻中选用个固定电阻中选用1 1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）出

15、。） 电路接通后，若电压表读数为电路接通后，若电压表读数为U U，电流表读数为，电流表读数为I I，则电压表内阻，则电压表内阻R RV V =_=_。VVA 【命题意图】【命题意图】本题考查了电压表内阻的测量，实验中真本题考查了电压表内阻的测量，实验中真正的正的难点在于如何获得电压表中流过的电流大小难点在于如何获得电压表中流过的电流大小，此时，此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能。原理还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。还是部分电路的欧姆定律，关键是灵活的运用。R1SE AV1RUIUA2A1A2A1Rx 三、伏安法测电阻三、伏安

16、法测电阻之之发散思维发散思维电流表的创新使用测电压电流表的创新使用测电压条件：已知电流表条件：已知电流表A A2 2的内阻的内阻, ,将将A2 2看成一个电压表使用看成一个电压表使用VA电压表（电流表）是一个能读出其电压表（电流表）是一个能读出其两端电压（通过其电流）的电阻两端电压（通过其电流）的电阻没有系统误差没有系统误差IURV2122IIRIRAx1221IRIRAA没有系没有系统误差统误差此电路能否测量出电流表的内阻？此电路能否测量出电流表的内阻？根据并联分流进行测量根据并联分流进行测量没有系没有系统误差统误差电学实验基础知识电学实验基础知识V1v2RxV2v1电压表的创新使用测电流电

17、压表的创新使用测电流2211VVRUUR 221VxRUUR 条件：已知电压表条件：已知电压表V V2 2的内阻的内阻, ,将将V2 2看成一个电流表使用看成一个电流表使用没有系没有系统误差统误差存在系存在系统误差统误差RxV2v12221VxRUUURR0V2v102122RUUURV能否消除？根据串联分压进行测量没有系统误差没有系统误差 【备考提示备考提示】在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。在很多情况下，电压表和电流表（已知内阻）的功用可以互换。有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就是部分电有时利用一块电表配合定值电阻也可以完成功能的互换。实际上就

18、是部分电路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。路欧姆定律的变形运用。在处理时，一定要明确原理，灵活运用。 替代法测量电阻替代法测量电阻RxRA比较法测量电阻比较法测量电阻I1ARRxARRxI2I2R =I1 Rx Rx = I2R /I1 （不计电源内阻）不计电源内阻）四、电路设计、仪器选择四、电路设计、仪器选择的原的原则则电学实验基础知识电学实验基础知识 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来来测量电流表测量电流表A1的内阻的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。（精度，并能测得多组数据。（1）在虚线方框中画出电路图，标）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（明所用器材的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算，）若选测量数据中的一组来计算，r1，则所用的表达式为则所用的表达式为r1=_，式中各符号的意义是：，式中各符号的意义是：_。器材（代号）器材（代号）规格规格电流表电流表(A1 )量程量程10mA ，内阻，内阻r 1待测（约待测（约40）电流表电流表(A2 )量程量程500A，内阻，内阻r2 =750 电压表电压表(V)量程量程10V，内阻，内阻r3 =10k 电阻电阻(R1 )阻值约阻值约100 ，作保护电阻用，作保护电