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〔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。〔97年高考〕
分析:将电流表、电压表串联,只要读出两表读数,即可用公式求得电压表的内阻。通过电压表的最大电流值
故电流表应选。
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。
图3
〔2〕要求负载上电压或电流变化范围较大,或者需要从零开场连接可调,须用分压式接法。
例2. 某电阻丝的电阻约为,现有以下器材供测量该电阻丝的电阻时使用;
A. 量程为,内阻是的电流表。
B. 量程为3V,内阻是的电压表。
C. 阻值是,额定电流为2A的滑动变阻器。
D. 蓄电池〔6V〕。
E. 开关一个,导线假设干。
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:假设采用限流式接法,由于电阻丝阻值为,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~〕,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。
图4
〔3〕假设电源的电动势较大,负载电阻及滑动变阻器的总阻值不大,
如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小,假设采用限流接法,无论怎样调节,电路中实际电流〔或电压〕都会超过电表量程或元件允许的最大电流〔或电压〕,为了保护电表或其它元件,必须采用分压接法。
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例3. 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下:
待测电阻〔约〕;
直流电流表〔量程,内阻〕;
直流电压表〔量程,内阻〕;
直流电源〔输出电压3V,内阻不计〕;
滑动变阻器〔阻值范围,允许最大电流1A〕;
电键一个,导线假设干条。
根据器材的规格和实验要求画出实验电路图。
分析:假设滑动变阻器采用限流式连接,则将其全部接入电路时,电路电流为
仍大于直流电流表的最大量程〔10mA〕,故滑动变阻器应用分压式连接。又因,故采用电流表外接法,实验电路图如图5所示。
图5
〔4〕当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻R或相差不多时,假设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。
例4. 在一次实验中需要较准确地测量某一个金属丝的电阻,金属丝的电阻,约为;电流表量程3A,内电阻约;电压表量程3V,内电阻约;电源电动势6V;滑动变阻器R的总电阻,额定电流。试画出测量金属丝电阻的电路图。
分析:电源电动势为,
流过金属丝的电流约
可采用限流接法,电路如图6所示。
图6
总结:〔1〕通常情况下〔满足平安条件〕,由于限流电路能耗较小,电路构造简单,因此应优先考虑。
〔2〕在以下情况下必须采用分压接法。
〔1〕负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻,须用分压式电路。假设接成限流式,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。
〔2〕要求负载上电压或电流变化范围较大,或者需要从零开场连接可调,须用分压式接法。
〔3〕假设电源的电动势较大,负载电阻及滑动变阻器的总阻值不大,
如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小,假设采用限流接法,无论怎样调节,电路中实际电流〔或电压〕都会超过电表量程或元件允许的最大电流〔或电压〕,为了保护电表或其它元件,必须采用分压接法。
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〔4〕当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻R或相差不多时,假设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