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2014-03-06
三、控制电路的选择
为改变被测电阻两端的电压
(或被测电阻中的电流强度),常用滑动变阻器与电源的连接有两种不同的形式,如图4所示,图4甲为限流接法,图4乙为分压接法,这两种接法区别之处是:
⑴测电阻R上的电压调节范围不同.当滑动触头P由a→b移动过程中(电源内阻不计).被测电阻两端电压调节的范围,图4甲为
,图4乙为
;
⑵对被测电阻R上的电流强度的控制情况有区别.对于图4甲有
时,调节R0的大小可使通过被测电阻的电流有明显变化,但当
时,无沦怎样改变R0的大小,也不会使通过R的电流有明显变化,可见,只有在
(或两者相差不多)的情况下,改变变阻器的触头的位置才会使电阻R上的电流有明显变化,从而起到对电阻R上的电流的控制作用.但对于图4乙中,不管电阻R的大小如何,调节滑动变阻器触头位置都可以使通过被测电阻R的电流由0变到
,通过被测电阻R的电流有明显变化;
⑶从电能损耗方面分析图4甲比图4乙要小,且图4甲具有电源负担轻、电路连接简便等优点.
综合上述,可得到如下结论:
⑴若需要被测电阻R两端电压变化范围较大,或需要从零开始连读可调电压,应选图4乙的分压电路;
⑵若采用限流电路时,如果电路中最小电流大于或等于被测电阻R的额定电流,必须采用汁压电路;
⑶当
时.为使被测电阻中电流有明显变化,也应选分压电路;
⑷当
时(或两者相差不多),虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制.或两种电路都满足实验要求时.但图4甲的限流电路具有节省电能、电源负担轻、电路连接简便等优点,应选图4甲的限流电路较好.
例如在例2中,电路若采用限流电路,电路中的最小电流为
等于小灯泡额定电流,滑动变阻器无法对电流进行调节,故必须采用分压电路,如图3所示.
所以,我们在选择电学实验仪器和实验电路时,应先依据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器,然后确定电流表的内外接怯,再选择控制电路并画出实验电路图.
【例4】用伏安法测量某电阻的阻值,现有实验器材如下:侍测电阻
(阻值大约为5Ω,额定功率为1W);电流表A1(量程0~0.6A,内阻0.2Ω);电流表A2(量程0~3A,内阻0.05Ω);电压表V1(量程0~3V,队阻3kΩ);电压表V2(量程0~15V,内阻15kΩ);滑动变阻器(0~50Ω),蓄电池(电动势为6V)开关、导线。
为了较准确测量阻值,保证器材的安全,以及操作方便,电流表、电压表应选择___,并画出实验电路图。
【分析与解】
1.确定电压表、电流表。
被测电阻
的额定电压、额定电流分别约为
则电流表选用A1,电压表选用V1。
2.确定电流表内外接法。
临界电阻的阻值为
因为
3.确定控制电路 因滑动变阻器的全值R0大于被测电阻值
,故首先考虑滑动变阻器的限流接法。
限流接法
上的电流取值范围为
因为
,那么滑动变阻器的阻值(滑动头移动时)不得小于
若采用滑动变阻器的分压接法,因为R0>
,会使操作不方便,因此应选择滑动变阻器的限流接法,电路如图5所示。
小编为大家整理的高考物理电学实验就到这里了,希望大家认真阅读,祝大家学业有成。
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