高三物理教案：恒定电流

概要：流IL= ，当R0>RL时IL主要取决于R0的变化，当R02、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取.(1)下列三种情况必须选用分压式接法①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)，即大范围内测量时，必须采用分压接法.②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法.因为按图(b)连接时，因RL>>R0>Rap，所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并= •Rap，显然UL∝Rap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.③若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.(2)下列情况可选用限流式接法①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.【例11】用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约5 Ω，额

四、滑动变阻器的使用

1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点

如图所示的两种电路中，滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图(a)电路称为限流接法，图(b)电路称为分压接法.

负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻) 负载RL上电流调节范围(忽略电源内阻) 相同条件下电路消耗的总功率

限流接法 E≤UL≤E

≤IL≤

EIL

分压接法 0≤UL≤E 0≤IL≤

E(IL+Iap)

比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小

其中，在限流电路中，通RL的电流IL= ，当R0>RL时IL主要取决于R0的变化，当R0

2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法

滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取.

(1)下列三种情况必须选用分压式接法

①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)，即大范围内测量时，必须采用分压接法.

②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法.因为按图(b)连接时，因RL>>R0>Rap，所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并= •Rap，显然UL∝Rap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.

③若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.

(2)下列情况可选用限流式接法

①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.

②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.

③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.

【例11】用伏安法测量某一电阻Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约5 Ω，额定功率为1 W);电流表A1(量程0~0.6 A，内阻0.2 Ω);电流表A2(量程0~3 A，内阻0.05 Ω);电压表V1(量程0~3 V，内阻3 kΩ);电压表V2(量程0~15 V，内阻15 kΩ);滑动变阻器R0(0~50 Ω)，蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线.

为了较准确测量Rx阻值，电压表、电流表应选________，并画出实验电路图.

错解分析：没能据安全性、准确性原则选择A1和V1，忽视了节能、方便的原则，采用了变阻器的分压接法.

解题方法与技巧：由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为

U= ≈2.2 V，I= =0.45 A.

则电流表应选A1，电压表应选V1.

又因 =24.5 Ω>Rx，则电流表必须外接.

因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx，故首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻Rx上的最小电流为Imin= =0.11 A

五、实物连线

注意：

A.滑动变阻器的连接，

B.电表的极性，忌正负极接反

C.双量程电表应注意量程的选择，

D.导线连接美观，清晰，尽量避免一开始就用钢笔、圆珠笔直接作答

【例12】下图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：

(1)待测电阻Rx(约100欧);

(2)直流毫安表(量程0～10毫安，内阻50欧);

(3)直流电压表(量程0～3伏，内阻5千欧);

(4)直流电源(输出电压4伏，内阻可不计);

(5)滑动变阻器(阻值范围0～15欧，允许最大电流1安);

(6)电健一个，导线若干条.

根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。

六、针对训练

1.在如图所示的电路中，R1=R2=R3，在a、c间和b、c间均接有用电器，且用电器均正常工作，设R1、R2、R3上消耗的功率分别为P1、P2、P3，则( )

A.P1>P2>P3

B.P1>P3>P2

C.P1>P2=P3

D.因用电器的阻值未知，无法比较三个功率的大小

2、如图所示的电路中，L1、L2为“220V、100W”灯泡，L3、L4为“220V，40W”灯泡，现将两端接入电路，其实际功率的大小顺序是( )

A.P4>P1>P3>P2

B.P4>P1>P2>P3

C.P1>P4>P2>P3

D.P1>P4>P3>P2

3、如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V，乙电路所加的电压为14V。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是( )

A.P甲 > P乙

B.P甲

C.P甲 = P乙

D.无法确定

4、两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d;

B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为 ( )

A.QA：QB=1：2 B.QA：QB=2：1

C.QA：QB=1：1 D.QA：QB=4：1

5、如图所示，D为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a靠近电源，b、c离电源较远，而离用户电灯L很近，输电线有电阻。关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是 ( )

A.使用电炉a时对电灯的影响最大

B.使用电炉b时对电灯的影响比使用电炉a时大

C.使用电炉c时对电灯几乎没有影响

D.使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样

6、一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率( )

A.等于91W B.小于91W

C.大于91W D.条件不足，无法确定

7、把两个标有“6V、3W”和“6V、4W”的小灯泡串联，则串联电路允许达到的最大功率是 W;把这两个小灯泡并联，则并联电路允许达到的最大功率是 W。

8、如图所示的电路中，R1=10Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，U=2.4V。在ab间接一只理想电压表，它的读数是 ;如在ab间接一只理想电流表，它的读数是 。

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