2022-2023年高考物理一轮复习 内外接法、限流分压式的选择课件

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 内外接法、限流分压式的选择课件，共29页。PPT课件主要包含了“同一性”，“同时性”，R测＞R真，R测＜R真，用试触法进行判断，试触法，1限流电路，2分压电路，替代法测量电阻，比较法测量电阻等内容，欢迎下载使用。
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
　一、伏安法测电阻 内外接法的选择
由于电流表分压引起的.
由于电压表分流引起的.
1、采用电流表内接法的条件：Rx>>RA　 采用电流表外接法的条件：Rv>>Rx
电流表内、外接判断方法
2、当不满足Rx>>RA和Rv>>Rx关系时
3、当Rx、RA、Rv的阻值未知时
b.选择方法：将电压表分别接a、b两点
结论：两次接触,那个表示数变化明显 , Rx就与那个表“近接”
a.条件：未给出RX的估计阻值
　　如果电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强,不满足RXRA,应选用内接法．P 应接在b 处.　
实验电路（电流表内外接法）选择的依据
R测＝U/I＞Rx 偏大
R测＝U/I＜Rx 偏小
二、滑动变阻器的两种接法
负载RX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．
负载RX的电压调节范围0---E
　　在合上开关以前,一定要使滑动变阻器滑动头的初始位置置于a端．以使负载上的电压和电流最小．（均为零）
　　要求测量结果尽量准确,需要多测几组数据；要求待测电阻两端电压变化范围较大；或要求从零开始连读可调,应选分压电路.如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多,为了能使待测电阻两端电压有较大变化,应选分压电路.如果采用限流电路时,电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电流表的量程,应选分压电路
控制电路（滑动变阻器的接法）的比较：
E（IR+Iap）电源负担重
控制电路选择方法及所应电阻的选择 ① 限流接法
电流、电压能达到要求的 调节范围；不超过测量仪表的量程,不超过各元件允许的最大电流.
　　可见滑动变阻器的总阻值R越大,电阻RX两端电压的变化范围越大.变阻器总阻值R 是Rx 的2--5倍时,限流接法对电流、电压控制作用显著,这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大.
控制电路选择方法及所应电阻的选择② 分压接法：
（三种特殊条件 ）
a 、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调.
b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器,电路中的电流（电压）都会超过电表量程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,不利于测量获得多组数据.
　　滑动变阻器的总阻值R越小,越便于调节用电器两端电压． 一般选用滑动变阻器的全电阻小于用电器的电阻, 在0.1—0.5倍之间为好.
例1.用伏安法测量金属导线的电阻R,试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路.图中安培表的量程为0.6A,内阻接近1Ω,伏特表的量程为3V,内阻为5KΩ;电源的电动势为6V,变阻器的阻值为0—20 Ω .在闭合电键前,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,变阻器电阻比较大,可用限流接法,画出电路图如下：
例2：有一个电阻Rx,其阻值大约是25kΩ ,可供选择的器材是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电流表A1 (0----100μA, 2kΩ)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电流表A2 (0----500μA, 300Ω)　　　　　　　　　　　　　　　　电压表V1 (0----10V, 100kΩ）　　　　　　　　　　　　　　电压表V2 (0----50V, 500KΩ）　　　　　　　　　　　　　　直流稳压电源 E（15V,1A） 滑动变阻器 R (1kΩ, 1W) 电键K和若干根导线． 试选择适当的器材,选取适当的电路,使测量尽可能准确,并画出电路图,再将如图示的实物连线.
解：（1）电压表、电流表的选择
由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻,因此滑动变阻器必须用分压器接法.
若电压表选V2（50V）,因为电源电压15V不足其量程的1/3,所以电压表应选V1（10V）.
（2）电流表内接法和外接法的选择
因为RX=25KΩ＞＞RA=300Ω,所以采用电流表内接法
由于用分压器接法时,电阻RX 中的最大电流为
Imax= 10V /25KΩ = 0.4mA = 400μA
所以电流表选A2（500 μA ）
例3．某电压表的内阻在20～50kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材:
待测电压表V(量程3V)电流表A1(量程200μA )电流表A2(量程5mA)电流表A3(量程0.6A)滑动变阻器R(最大阻1KΩ) 电源ε(电动势4V)电键K.(1)所提供的电流表中,应选用_______(填写字母代号).
(2)为了尽量减小误差,要求测多组数据.试在方框中画出符合要求的实验电路图．
解析：由于滑动变阻器用分压接法时,伏特表两端电压变化范围较大,可以多测几组数据,故滑动变阻器用分压接法．由于电压表中通过的最大电流为Imax= 3V/20KΩ = 150μA,因此电流表应选用A1．
例4 （实验设计）有以下可供选用的器材及导线若干条,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．A．被测电流表A1：满偏电流约700～800 ,内阻约100Ω,刻度均匀、总格数为NB．电流表A2：量程0.6A,内阻0.1Ω C．电压表V：量程3V,内阻3kΩD．滑动变阻器R1：最大阻值200ΩE．滑动变阻器R2：最大阻值1kΩF．电源E：电动势3V、内阻1.5ΩG．开关一个（1）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标上题目所给的字母序号． （2）测量过程中测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格,可算出满偏电流Ig=___________,式中除N、n外,其他字母符号代表的物理量是______________．
例5有一个电阻Rx,其阻值大约在40Ω～50Ω之间,现要进一步测量其电阻,手边现有器材如下：电源E（电动势12V,内阻为0.5Ω）；电压表（0-3-15V,内阻约为10kΩ）；电流表（0-0.6-3A,内阻约为1Ω）；滑动变阻器R1（阻值0-10Ω,额定电流2A）；滑动变阻器R2（阻值0-1700Ω,额定电流0.3A）；电键K和导线若干.电压表的量程应选 ,电流表的量程应选 ,滑动变阻器应选用 . 请画出实验电路图.
（1）15V,3A,R1 (2)分压器接法,电流表外接法
【例题6】现要测量某一电压表 的内阻.给定的器材有：待测电压表 （量程2V,内阻约4kΩ）；电流表 （量程1.2mA,内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V,内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω,R2=10000Ω,R3=15000Ω；电键S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. ⑴试从3个固定电阻中选用1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出.） ⑵电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻RV =_________.
【命题意图】本题考查了电压表内阻的测量,实验中真正的难点在于如何获得电压表中流过的电流大小,此时可以用电流表与定值电阻配合完成电流表的功能.原理还是部分电路的欧姆定律,关键是灵活的运用.
三、伏安法测电阻之发散思维
电流表的创新使用－－测电压．
条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用．
1．“伏安法”测电压表的电阻
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．
此电路能否测量出电流表的内阻？
电压表的创新使用－－测电流．
条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成一个电流表使用．
【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.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.
∵I2R =I1 Rx ∴ Rx = I2R /I1 （不计电源内阻）
四、电路设计、仪器选择的原则
　　要保证所用仪器的安全,电源最大允许通过的电流、电压表和电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流、用电器的额定电压电流等.选择电源、电表和用电器时,保证其电流和电压均不超过使用的量程.
　　尽量减小实验误差.选择电表时,在保证电流和电压均不超过使用量程的前提下,合理选择量程.务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/3）,电表达不到满偏的1/3是不允许的.
　　如滑动变阻器的选择,既要考虑它的额定电流,又要考虑它的阻值范围,当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压(电流)比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压(电流)比较方便．
　　①根据实验要求设计合理的实验电路；　　②找出唯一性的器材；　　③估算电路中电压和电流的最大值或最小值,结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程；　　④根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器.
从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.（1）在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号.（2）若选测量数据中的一组来计算,r1,则所用的表达式为r1=_____________,式中各符号的意义是：_________________________________.
根据并联电路两端电压相等,将两电流表并联,如图示：
解：电流表I1m=10mA, r1 ≈ 40Ω R1=100 Ω R2=50 Ω
若滑动变阻器用限流接法,
Imin =1.5/190=0.08A=8mA
电流的变化范围很小,应该用分压器接法.
因为电压表读数很小,Um =0.4V , 不能用伏安法量,
调节滑动变阻器的电阻,测出多组两电流表的读数,
由 I1 r1 =I2 r2
得 r1= I2 r2 ／ I1
评分标准.（1）如图所示（5分.若电阻R1与电池串联,不扣分；若R2用作限流电阻,正确的同样给分.）（2）I1表示通过电流表A1的电流,I2表示通过电流表A2的电流,r2表示电流表A2的内阻.（3分,未说明r2的不扣分.）
五、关于电流表和电压表的读数方法：
目前中学实验室学生用电流表和电压表多数为磁电式电表,标为2.5级,即满刻度的百分比误差为2.5％,可按下面的方法读数：
量程为0.6A的电流表,满刻度绝对误差最大为±0.015A,最小分格为0.02A,指针偏转不够一个分格的部分用半格估读法,读数为两位小数.如图,电流表读数为0.15A.