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限流电路和分压电路
1. 限流和分压接法的比较
（1）限流电路：如图2所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没有电流流过。该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R用两端的电压调节范围：U≥U用≥UR用/（R0+R用），电流调节范围：U/R用≥I用≥U/（R0+R用 ）。即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小。要使限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R0。另外，使用该电路时，在接通电前，R0 应调到最大。
（2）分压电路：如图3所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R用
R0 U 图2
R用 S R用 并联后再与滑动变阻器的右边串联。注意滑动变阻器的两端都有电流流
过，且不相同。该电路的特点是：在电源电压不变的情况下，R用两端
A R0 B 的电压调节范围为U≥U用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大。电
S E 流调节范围为E/R用≥I用≥0。
使用分压电路，在当R0 A优先选用限流式，从电能损耗方面分析消耗电能少。用限流式具有电源负担轻，电路连接简便等优点。 B如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法： ① 用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。 例1、1993年全国高考题）将量程为100μA的电流表改装成量程为1 mA的电流表，并用一标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准.校准时要求通过电流表的电流能从零连续调到1 mA，试按实验要求画出电路图. 例2、（1999广东卷）用图3中所给的实验器材测量一个“12V，5W”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3A、0.6A两档，内阻可忽略，电压表有15V、3V两档，内阻很大。测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0V调到12V。 ⑴按要求在实物图上连线（其中部分线路已连好）。 ⑵其次测量时电流表的指针位置如下图（b）所示，其读数为 A ②要求电器的电压或电流变化范围大，负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。若接成限流式，当改变滑动变阻器的阻值时，电路中电流变化不明显，测得的电压和电流取值范围小。 图3 例3、为了测定一个“6.3V、1W”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有： A.电流表（0～3A，内阻约0.04Ω）B.毫安表（0～300mA，内阻约4Ω）C.电压表（0～10V，内阻10KΩ）D.电压表（0～3V，内阻10KΩ）E.电源（额定电压6V，最大允许电流2A）F.电源（额定电压9V，最大允许电流1A）G.可变电阻（阻值范围0～10Ω，额定电流1A）H.可 本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！ 变电阻（阻值范围0～50Ω，额定功率0.5W）I.导线若干根，电键一个。 ⑴为使测量安全和尽可能准确，应选用的器材是 。（用字母代号填写） ⑵在右边虚线框内画出电路图，并把图6所示实物图用线连接起来。 分析：①表及内外解法的选取 小电珠的额定电流I额= P1=A≈0.16A=16mA＜300mA，电流表应选B。U额=6.3V＜10V，U6.3U26.32?电压表选C，电源选F。R珠=Ω≈40Ω比10KΩ小得多，仅比毫安表内阻大10倍，P1故选用安培表外接法。 ②滑动变阻器及连接方法的选取 将可变电阻H接到电源两端，其上电流大若致为I= 9A=0.18A，而H的50额定电流IH= 0.5=0.1A＜0.18A，而G的额定电流为1A，故从安全性50上考虑不宜选用H。由于40Ω是可变电阻G的中值的8倍，故选用分压式连接方式。若使用限流式，则在灯泡额定电压下，I额= 10A，具体操作63时I额≈0.16A应体现在安培表上，故滑动变阻器此时大约分压为U滑=9V－6.3V=2.7V。故此时滑动变阻器调节的阻值R= 2.71063≈17Ω＞10Ω，因此G不可能用 限流法，必须使用分压式。 图 8 答案：⑴BCFGI；⑵电路图如图7所示，实物连接如图8所示 解法指导 本题的关键是在“额定电压下”较准确测量这一要求使得变阻器G无法使用限流式，一般来说，若待测电阻比滑动变阻器阻值大得多时，一般采用分压式。 例4、（97年高考）某电压表的内阻在20KΩ--50 KΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材： A、待测电压表V（量程3V）；B、电流表D、电流表 （量程 （量程 ）；C、电流表 （量程 ）； ）E、滑动变阻器R（最大阻值）；F、电源（电动势4V）； G、电键K。 本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！ （1）所提供的电流表中，应选用____________。 （2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试画出符合要求的实验电路图。 分析：将电流表、电压表串联，只要读出两表读数，即可用公式I=U/R求得电压表的内阻。通过电压表的最大电流值 故电流表应选A1。 由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻，且要求测多组数据，故变阻器用分压式连接，如图3所示。 例5. 已知某电阻丝的电阻约为10Ω，现有下列器材供测量该电阻丝的电阻时使用； 图3 A. 量程为0.6A，内阻是0.5Ω的电流表。B. 量程为3V，内阻是6KΩ 的电压表。 C. 阻值是0--20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器。D. 蓄电池（6V）。E. 开关一个，导线若干。 要求：画出用伏安法测上述电阻丝的电阻的电路图，测量数据要尽量多。 分析：若采用限流式接法，由于电阻丝阻值为10Ω，在3V电压（电 压表的量程）下工作，则流过它的最大电流为，改变滑动变阻器的阻值（0～20Ω），电路中电流变化范围约为，电流取值范围比较小，故采用分压式接法比较好。电路图如图4所示。 ③采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值。 图4 在安全（I滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载）、有效（调节范围够用）的前题下，若R用< R0 ，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电路结构简单，可先采用限流接法；而若R用>>R0，则只能采用分压电路. 例6、用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约100 Ω）;直流电流表（量程0~10 mA、内阻50 Ω）;直流电压表（量程0~3 V、内阻5 kΩ）;直流电源（输出电压4 V、内阻不计）；滑动变阻器（0~15 Ω、允许最大电流1 A）；开关1个，导线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图. 用伏安法测量电阻有两种连接方式，即电流表的内接法和外接法，由于 Rx＜，故电流表应采用外接法.在控制电路中，若采用变阻器的限流 接法，当滑动变阻器阻值调至最大，通过负载的电流最小，Imin= =24 mA＞10 mA,此时电流仍超过电流表的量程，故滑动变阻器必须采用分压接法. ④当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻R或相差不多时，若两种电路都可以对负载的电流和电压有明显的调节，或两种电路都满足实验要求，且电压、电流变化不要求从零调起，则多采用限流式接法，这样的接法电源负担轻，能耗小。