教学进程 | 教师活动 | 学生活动 | 活动目标及说明 |
一 新课教学 （直接引入） | 思考： 1、滑动变阻器与小灯泡串联起什么作用？试分析一下过程？ 2、滑动变阻器与小灯泡并联起什么作用？试分析一下过程 | 学生A：通过滑动变阻器可起到作用 学生B： 滑片P移动的过程中接入电路的电阻变化，使得通过待测电阻的电流发生变化，加在待测电阻两端的电压发生变化。电压的变化范围是,电流变化范围是 | 可以使学生对滑动变阻器的两种接法及电路特点进行理解性识记 |
滑片P移动的过程中，加到待测电阻两端的电压发生变化，进而电流也发生变化 | |||||||||||||||||||||||
师总结：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
可见，当要求负载电压或电流从0开始变化或要求变化范围较大，要选分压式接法 | |||||||||||||||||||||||
拓展 | 限流法： 思考：1、待测电阻上电压调节范围为.显然，当R0<<RL肝脓疡时会出现什么情况？ 2、当当R0>>RL时，滑动触头在从b向a滑动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况？ | 学生C：当R0<<RL时 即在移动滑动触头的过程中，电流的变化范围很小，总电流几乎不变，UL也几乎不变，无法读取数据； 学生D: ，先是电流表、电压表的示数变化不大，后来在很小的电阻变化范围内，电流表、电压表的读数变化很快，也不方便读数(滑动变阻器不好操作) | |||||||||||||||||||||
师总结：可见只有当RL与R0差不多大小时，且R0比RL大点，才能对电流、电压有明显的调控作用.在同样能达到目的的前提下（对于待测电阻有相同电压和电流），限流法较为省电，电路连接也较为简单. | |||||||||||||||||||||||
拓展 | 分压法 思考：1、待测电阻上电压调节范围为0～E，为什么说R0相对于RL越小，RL上的电压变化的线性就越好？ 男性与女性之间的关系2、当R0>>RL时，尽管UL变化范围仍是0～E，但为什么数据几乎没有可记录性？ | 学生E：特殊值举例法 一个大电阻和一个小电阻并联，总阻值接近小电阻，且阻值相差越多，越接近小阻值， RL=10000，R0=10 例如与RL并联的部分从1、2、3一直到10，电路结构为1和9串，2和8串、3和7串、4和6串、5和5串一直到9和1串，最后RL和R0并联，这样加在待测电阻两端的电压变化线性越好。 学生F：因为在这种情况下，滑片从左端滑起，要一直快到右端时，电压表上示数一直几乎为零，然后突然上升到E，对测量几乎没有用处.因此，分压接法要用全阻值较小的滑动变阻器。 具体举例 RL=10，R0=10000 当与RL并联的部分阻值RAP=100，并联后阻值为9.09，与9900串联，根据串联电路电压分配与电阻成反比知加在待测电阻两端的电压大约为电动势的千分之一（忽略电源内阻），当RAP=1000，并联后的阻值为9.90，与9000串联，加在待测电阻两端的电压仍然大约为电动势的千分之一；当RAP=5000，并联后的总阻值为9.98，与5000串联，加在待测电阻两端的电压大约为电动势的五百分之一，虽然较先前增大了，但仍然很小；当RAP=9000，并联后的阻值为9.99，与1000并联，加在待测电阻两端的电压仍然大约为电动势的百分之一；当RAP=9900，并联后的阻值为10，与100串联，加在待测电阻两端的电压仍然大约为电动势的十分之一；当RAP=9990，并联后的阻值为10，与10串联，加在待测电阻两端的电压仍然大约为电动势的二分之一 | |||||||||||||||||||||
师总结：不管是滑动变阻器的限流接法还是分压接法：均可调节负载电阻电压和电流的大小，但在不同条件下，调节效果大不一样，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，灵活选取. 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时，限流接法，滑动变阻器几乎不起作用，而采用分压接法.因为按图（b）连接时，因RL>>R0＞Rap,所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻值约为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.所以必须采用分压法。 （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）测量时对电路中的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相差不大或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优先采用限流式接法. | |||||||||||||||||||||||
经典练习题 例1：如图所示，滑动变阻器电阻最大值为R，负载电阻R1=R，电源电动势为邵阳学院学报E,内阻不计. （1）当K断开，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？ （2）当K闭合，滑动头c移动时，R1两端的电压范围是多少？ （3）设R的长度ab=L,R上单位长度的电阻各处相同，a、c间 长度为x，当K接通后，加在R1上的电压U1与x的关系如何？ 【审题】电键断开或闭合导致电路出现两种截然不同的控制电路：限流和分压，把握限流和分压电路的原理是关键 【解析】（1）若K断开，则该控制电路为滑动变阻器的限流接法，故≤U1≤E （2）若K闭合，则该控制电路为滑动变阻器的分压接法，故0≤U1≤E （3）U1=IR并，R并=,I= 得：U1= 【总结】该题考察两种控制电路的原理即两者获取的控制电压范围不同 例2：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. 【审题】该题要求选择实验仪器、测量电路及控制电路，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 【解析】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=V≈2.2 V,I=A=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＜I额，因该实验没有对电流、电压的调节范围未作特殊要求，故用限流电路.电路如图所示. 【总结】滑动变阻器全阻值相对待测电阻较大，用分压接法不便于调节，故限流接法是首选，只要能保证安全且有一定的调节范围即可。 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Rx（约100 Ω新年献词事件）;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. 【审题】本题只需要判断测量电路、控制电路的接法，各仪器的量程和电阻都已经给出，只需计算两种接法哪种合适。 【解析】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.如图所示. 【总结】任一种控制电路必须能保证电路的安全，这是电学实验的首要原则 ，限流接法虽然简洁方便，但必须要能够控制电路不超过电流的额定值，同时，能够保证可获取一定的电压、电流范围，该题中，即便控制电流最小值不超过电流表的量程，因滑动变阻器全阻值相对电路其它电阻过小，电流、电压变化范围太小，仍不能用限流接法。 | |||||||||||||||||||||||
本文发布于:2024-09-22 15:33:05，感谢您对本站的认可！
本文链接：https://www.17tex.com/xueshu/277106.html
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系，我们将在24小时内删除。
| 留言与评论（共有 0 条评论） |
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议