084电路设计之两种控制电路与六种测量电路以及器材选择原则 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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084 电路设计之两种控制电路与六种测量电路以及器材选择原则
一.必备知识
1.电路通常分测量电路与控制电路两部分，有的还有保护电路。
2．控制电路常常是滑动变阻器控制的，其有两种接法。
(1)滑动变阻器两种接法的比较
限流接法 分压接法 对比说明
两种接法
电路图
(忽略电
源内阻)
串、并联关系不同
负载
R
上
电压调
节范围
≤
U
≤
E
0≤
U
≤
E
分压电路调节范围大
负载
R
上
电流调节
范围
≤
I
≤ 0≤
I
≤ 分压电路调节范围大
闭合 S 前
触头位置
b
端
a
端都是为了保护电路元
件
（2）控制电路的选择：
① 从节能的角度考虑，优先选用限流式．
② 以下三种情况必须用分压式．
a．要求待测电路的 U、I 从 0 变化；
b．R 滑≪Rx；
c．选用限流式时，Ux、Ix 过大．(超过电流表量程，烧坏电表、电源或用电器等)
3．常见的电阻测量电路及方法
(1)伏安法
伏安法测电阻是电学实验的基础，它渗透在电学实验的各个环节中，如测未知电阻、测
电阻率、测电表内阻等。
特点：大内大，小外小(测大电阻时应用内接法，测量值比真实值大；测小电阻时应采用
外接法，测量值比真实值小)。
(2)伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)
已知内阻的电压表可作电流表使用，在缺少合适的电流表的情况下，常用电压表代替电
流表使用(如图甲)，这是设计电路中的高频考点。
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084 电路设计之两种控制电路与六种测量电路以及器材选择原则
(3)安安法测电阻(电流表的灵活选用)
已知内阻的电流表可作电压表使用，在缺少合适的电压表的情况下，常用电流表代替电
压表使用(如图乙)，这是电学设计电路的高频考点。
(4)用“替代法”测电阻（详见 83 号资料）
(5)半偏法测电表的内阻（详见 82 号资料）
(6)电桥法测电阻（详见 83 号资料）
4.电学实验仪器的选择
选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等，一般要考虑四方面因素：
(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流。
(2)误差因素：选用电表应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，
其指针应偏转到满偏刻度的以上；使用多用电表欧姆挡时应选择合适的倍率挡，使指针尽可
能在中间刻度附近。
(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又
便于调节。在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都被用到。
① 用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的。
② 用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测
电阻的额定电流。
(4)实验实际：除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与打点计时器的匹
配问题等。
在选取电表时，在保证安全性的前提下，准确性优先，例如当遇到某一待测电阻不要求
一定达到某一电压或电流的情况时，即使电源电动势较大，待测电阻的最大电流或最大电压
也较大，超过了比较小的电表的量程，但用较大量程的电表，读数又会小于量程，则在滑动
变阻器控制电压或电流保证安全的情况下，还是要选取较小量程的电表进行测量以便减小误
差。
5．实物图连接的注意事项
(1) 各导线都应接在接线柱上。
(2) 不应在导线中间出现分叉，且导线不能跨过仪器。
(3) 连接电表应注意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。
(4) 开关要控制整个电路。
二.典型例题
例1.（ 2013 年天津卷）要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电
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084 电路设计之两种控制电路与六种测量电路以及器材选择原则
压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有：
电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω)；
电流表（量程为 0~250mA．内阻约5Ω)；
电压表（量程为 0~3V．内限约3kΩ)；
电键一个、导线若干。
① 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的（填字母代号）。
A．滑动变阻器（最大阻值 20Ω, 额定电流 1A）
B．滑动变阻器（最大阻值 1750Ω，额定电流 0.3A）
② 实验的电路图应选用下列的图__________（填字母代号）。
③实脸得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果
将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为 5Ω 的电源
两端，小灯泡消耗的功率是________W。
【答案】① A ② B ③ 0.1
【解析】本题考查了“小灯泡的伏安特性曲线”的实。
① 根据“灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，
并便于操作”可知控制电路必定为“分压电路”，而
“分压电路”需要用较小的滑动变阻器，故选择 A。
② 在①中已经明确了控制电路，继续要选择电流表
的接法，题中 Rx/RA = 15/ 5 = 3 ，而 RV/Rx = 3000/15 = 200 ， 可知电压表的分流作用不如电流
表的分压作用明显，故而应选择电流表的外接法，综上可知 B选项的电路图正确。
③ 根据图像可知，当将小灯泡接入电动势为1.5V，内阻为 5Ω 的电源两端时，将小灯泡的内
阻等效到坐标纸上可知小灯泡的伏安特性曲线仍处于“线性”段，故其电阻为 10Ω，代入闭
合电路欧姆定律及功率计算表达式可知 P实际 = (E/(r+Rx ))2Rx= ( 1.5 /15)2×10 =0.1（W）
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A
V
ES
A
V
E S
A
V
ES
A
V
E S
ABC D
I/A
U/V
O1.0 2.0 3.0
0.3
0
0.2
0
0.1
0
摘要：

084电路设计之两种控制电路与六种测量电路以及器材选择原则一.必备知识1.电路通常分测量电路与控制电路两部分，有的还有保护电路。2．控制电路常常是滑动变阻器控制的，其有两种接法。(1)滑动变阻器两种接法的比较限流接法分压接法对比说明两种接法电路图(忽略电源内阻)串、并联关系不同负载R上电压调节范围≤U≤E0≤U≤E分压电路调节范围大负载R上电流调节范围≤I≤0≤I≤分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件（2）控制电路的选择：①从节能的角度考虑，优先选用限流式．②以下三种情况必须用分压式．a．要求待测电路的U、I从0变化；b．R滑≪Rx；c．选用限流式时，Ux、Ix过大．...

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