电阻应变片范文篇1

模块一

电路安全计算分析

例题精讲

【例1】

如图所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻．闭合开关，当滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表的示数变化范围为0.5A～1.5A之间，电压表的示数变化范围为3V～6V之间．则定值电阻R0的阻值及电源电压分别为(

)

A．

3Ω，3V

B．

3Ω，7.5V

C．

6Ω，6V

D．

6Ω，9V

考点：

欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电路的动态分析．

解析：

由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

当电路中的电流为0.5A时，电压表的示数为6V，

串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，

电源的电压U＝I1R0＋U滑＝0.5A×R0＋6V，

当电路中的电流为1.5A时，电压表的示数为3V，

电源的电压：

U＝I2R0＋U滑′＝1.5A×R0＋3V，

电源的电压不变，

0.5A×R0＋6V＝1.5A×R0＋3V，

解得：R0＝3Ω，

电源的电压U＝1.5A×R0＋3V＝1.5A×3Ω＋3V＝7.5V．

答案：

B

【测试题】

如图所示，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表的示数范围在1A至2A之间，电压表的示数范围在6V至9V之间．则定值电阻R的阻值及电源电压分别是(

)

A．

3Ω

15

V

B．

6Ω

15

V

C．

3Ω

12

V

D．

6Ω

12

V

考点：

欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律．

解析：

由电路图可知，电阻R与滑动变阻器R′串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；

当电路中的电流为1A时，电压表的示数为9V，

串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，

电源的电压U＝I1R＋U滑＝1A×R＋9V，

当电路中的电流为2A时，电压表的示数为6V，

电源的电压：

U＝I2R＋U滑′＝2A×R＋6V，

电源的电压不变，

1A×R＋9V＝2A×R＋6V，

解得：R＝3Ω，

电源的电压U＝1A×R＋9V＝1A×3Ω＋9V＝12V．

答案：

C

【例2】

如图所示电路中，电源电压U＝4.5V，且保持不变，定值电阻R1＝5Ω，变阻器R2最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是(

)

A．

0Ω～10Ω

B．

0Ω～20Ω

C．

5Ω～20Ω

D．

2.5Ω～10Ω

考点：

欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电阻的串联．

解析：

由电路图可知，滑动变阻器R2与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路总电流，

当电流表示数为I1＝0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，

根据欧姆定律可得，电阻R1两端电压：

U1＝I1R1＝0.6A×5Ω＝3V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，滑动变阻器两端的电压：

U2＝U－U1＝4.5V－3V＝1.5V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，滑动变阻器连入电路的电阻最小：

Rmin＝＝2.5Ω；

当电压表示数最大为U大＝3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，

此时R1两端电压：

U1′＝U－U2max＝4.5V－3V＝1.5V，

电路电流为：

I2＝＝0.3A，

滑动变阻器接入电路的最大电阻：

Rmax＝＝10Ω，

变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω～10Ω．

答案：

D

【测试题】

如图所示电路中，电源电压U＝4.5V，且保持不变，电阻R1＝4Ω，变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，为了保护电表不被损坏，变阻器接入电路的阻值范围是(

)

A．

3.5Ω～8Ω

B．

0～8Ω

C．

2Ω～3.5Ω

D．

0Ω～3.5Ω

考点：

欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．

解析：

⑴当电流表示数为I1＝0.6A时，

电阻R1两端电压为U1＝I1R1＝0.6A×4Ω＝2.4V，

滑动变阻器两端的电压U2＝U－U1＝4.5V－2.4V＝2.1V，

所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小＝．

⑵当电压表示数最大为U大＝3V时，

R1两端电压为U3＝U－U大＝4.5V－3V＝1.5V，

电路电流为I＝＝0.375A，

滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大＝＝8Ω．

所以变阻器接入电路中的阻值范围是3.5Ω～8Ω．

答案：

A

【例3】

如图所示电路，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为24Ω，电源电压为6V，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下(

)

A．

滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω～24Ω

B．

电压表的示数变化范围是1.2V～3V

C．

电路中允许通过的最大电流是0.6A

D．

电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A

考点：

欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电阻的串联；电路的动态分析．

解析：

由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流．

⑴根据欧姆定律可得，电压表的示数为3V时，电路中的电流：

I＝＝0.5A，

电流表的量程为0～0.6A，

电路中的最大电流为0.5A，故C不正确；

此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

电路中的总电阻：

R＝＝12Ω，

串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

变阻器接入电路中的最小阻值：

R2＝R－R1＝12Ω－6Ω＝6Ω，即滑动变阻器的阻值变化范围为6Ω～24Ω，故A不正确；

⑵当滑动变阻器的最大阻值和定值电阻串联时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，此时电路中的最小电流：

I′＝＝0.2A，

则电流表的示数变化范围是0.2A～0.5A，故D正确；

电压表的最小示数：

U1′＝I′R1＝0.2A×6Ω＝1.2V，

则电压表的示数变化范围是1.2V～3V，故B正确．

答案：

BD

【测试题】

如图所示电路，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电源电压为6V．开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表、电压表不被烧坏的情况下，下列说法中错误的是(

)

A．

电路中通过的最大电流是0.6A

B．

电压表最小示数是1V

C．

滑动变阻器滑片不允许滑到最左端

D．

滑动变阻器滑片移动过程中，电压表先达到最大量程

考点：

欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；电阻的串联．

解析：

⑴由电路图可知，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，

电源的电压6V大于电压表的最大量程3V，

滑动变阻器的滑片不能移到最左端；

根据欧姆定律可得，此时电路中的电流：

I＝＝0.6A，故电路中的最大电流不能为0.6A，且两电表中电压表先达到最大量程；

⑵根据串联电路的分压特点可知，滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小，

串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，

电路中的最小电流Imin＝＝0.1A，

电压表的最小示数Umin＝IminR1＝0.1A×10Ω＝1V．

答案：

A

【例4】

如图，电源电压U＝30V且保持不变，电阻R1＝40Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，为了电表的安全，R2接入电路的电阻值范围为_____Ω到_____Ω．

考点：

欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律．

解析：

⑴当电流表示数为I1＝0.6A时，

电阻R1两端电压为U1＝I1R1＝0.6A×40Ω＝24V，

滑动变阻器两端的电压U2＝U－U1＝30V－24V＝6V，

所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小＝＝10Ω．

⑵当电压表示数最大为U大＝15V时，

R1两端电压为U3＝U－U大＝30V－15V＝15V，

电路电流为I＝＝0.375A，

滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大＝＝40Ω．

所以变阻器接入电路中的阻值范围是10Ω～40Ω．

答案：

10；40．

【测试题】

如图电路中，电源电压为6V不变，滑动变阻器R2的阻值变化范围是0～20Ω，两只电流表的量程均为0.6A．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于最左端时，电流表A1的示数是0.4A．此时电流表A2的示数为______A；R1的阻值______Ω；在保证电流表安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻不得小于_______．

考点：

电流表的使用；并联电路的电流规律；滑动变阻器的使用；欧姆定律；电路的动态分析．

解析：

当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P置于最左端时，R2中电流I2＝＝0.3A，

则R1中的电流I1＝I－I2＝0.4A－0.3A＝0.1A，R1＝＝60Ω；

当滑片向左移动时，总电阻变大，总电流变小，由于电流表最大可为0.6A，且R1中的电流不变，

则R2中的最大电流I2′＝I′－I1＝0.6A－0.1A＝0.5A，此时滑动变阻器的电阻R2′＝

＝12Ω．

答案：

0.3；60；12Ω．

模块二

电路动态分析之范围计算

例题精讲

【例5】

在如图所示的电路中，设电源电压不变，灯L电阻不变．闭合开关S，在变阻器滑片P移动过程中，电流表的最小示数为0.2A，电压表V的最大示数为4V，电压表V1的最大示数ULmax与最小示数ULmin之比为3：2．则根据以上条件能求出的物理量有(

)

A．

只有电源电压和L的阻值

B．

只有L的阻值和滑动变阻器的最大阻值

C．

只有滑动变阻器的最大阻值

D．

电源电压、L的阻值和滑动变阻器的最大阻值

考点：

欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．

解析：

由电路图可知，电灯L与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表V测滑动变阻器两端的电压，电压表V1测小灯泡L两端的电压．

⑴当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的电流最小I＝0.2A；

此时电压表V的最大U2＝4V，电压表V1的示数最小为ULmin；

滑动变阻器最大阻值：R＝＝20Ω，

灯泡L两端电压：ULmin＝IRL，

电源电压：U＝I(R2＋RL)＝0.2A×(20Ω＋RL)＝4＋0.2RL．

⑵当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电路中的电流最大为I′，

此时灯泡L两端的电压ULmax最大，等于电源电压，

则ULmax＝I′RL．

①电压表V1的最大示数与最小示数之比为3：2；

，

I′＝I＝×0.2A＝0.3A，

电源电压U＝I′RL＝0.3RL，

②电源两端电压不变，灯L的电阻不随温度变化，

4＋0.2RL＝0.3RL，

解得：灯泡电阻RL＝40Ω，电源电压U＝12V，

因此可以求出电源电压、灯泡电阻、滑动变阻器的最大阻值．

答案：

D

【测试题】

在如图所示电路中，已知电源电压6V且不变，R1＝10Ω，R2最大阻值为20Ω，那么闭合开关，移动滑动变阻器，电压表的示数变化范围是(

)

A．

0～6V

B．

2V～6V

C．

0～2V

D．

3V～6V

考点：

电路的动态分析．

解析：

当滑片滑到左端时，滑动变阻器短路，此时电压表测量电源电压，示数为6V；

当滑片滑到右端时，滑动变阻器全部接入，此时电路中电流最小，

最小电流为：I最小＝＝0.2A；

此时电压表示数最小，U最小＝I最小R1＝0.2A×10Ω＝2V；

因此电压表示数范围为2V～6V．

答案：

B

【例6】

如图所示的电路中，R为滑动变阻器，R1、R2为定值电阻，且R1＞R2，E为电压恒定的电源，当滑动变阻器的滑片滑动时，通过R、R1、R2的电流将发生变化，电流变化值分别为I、I1、I2表示，则(

)

A．

当滑动片向右滑动时，有I1＜I＜I2

B．

当滑动片向左滑动时，有I＜I1＜I2

C．

无论滑动片向左还是向右滑动，总有I＝I1＝I2

D．

无论滑动片向左还是向右滑动，总有I＞I2＞I1

考点：

欧姆定律的应用；滑动变阻器的使用．

解析：

由电路图可知，R与R2并联后与R1串联，且R1＞R2，

设R1＝2Ω，R2＝1Ω，U＝1V，

电路中的总电阻R总＝R1＋，

电路中的电流I1＝，

并联部分得的电压U并＝I1×R并＝，

因R与R2并联，

所以I＝，

I2＝；

当滑动变阻器接入电路的电阻变为R′时

I1＝|I1－I1′|＝，

I＝|I－I′|＝，

I2＝|I2－I2′|＝；

所以无论滑动片向左还是向右滑动，总有I＞I2＞I1．

答案：

D

【测试题】

如图所示的电路图，R1大于R2，闭合开关后，在滑动变阻器的滑片P从b向a滑动的过程中，滑动变阻器电流的变化量______R2电流的变化量；通过R1电流的变化量______R2电流的变化量．(填“＜”“＞”“＝”)

考点：

欧姆定律的应用；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律．

解析：

由电路图可知，滑动变阻器与R2并联后与R1串联，

串联电路中总电压等于各分电压之和，且并联电路中各支路两端的电压相等，

R1两端电压变化与并联部分电压的变化量相等，

I＝，且R1大于R2，

通过R1的电流变化量小于通过R2的电流变化量；

由欧姆定律可知，通过R1的电流减小，通过滑动变阻器的电流变小，通过R2的电流变大，

总电流减小时，R2支路的电流变大，则滑动变阻器支路的减小量大于总电流减小量，

即滑动变阻器电流的变化量大于R2电流的变化量．

答案：

＞；＜．

【例7】

在图甲所示电路中，电源电压保持不变，R0、R2为定值电阻，电流表、电压表都是理想电表．闭合开关，调节滑动变阻器，电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化．两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示．根据图象的信息可知：_____(填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线，电源电压为_______V，电阻R0的阻值为______Ω．

考点：

欧姆定律的应用．

解析：

由电路图可知，滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中，电压表V1测量R1和R2两端的总电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流．

⑴当滑片P向左移动时，滑动变阻器R1连入的电阻变小，从而使电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，R0两端的电压变大，R2两端的电压变大，由串联电路电压的特点可知，R1和R2两端的总电压变小，据此判断：图象中上半部分b为电压表V1示数变化图线，下半部分a为电压表V2示数变化图线；

⑵由图象可知：当R1和R2两端的电压为10V时，R2两端的电压为1V，电路中的电流为1A，

串联电路的总电压等于各分电压之和，

电源的电压U＝U1＋U0＝10V＋IR0＝10V＋1A×R0

－－－－－－－－－①

当滑片P移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0，两电压表都测量电阻R1两端的电压，示数都为4V，电路中的电流最大为4A，

电源的电压U＝U2′＋U0′＝4V＋4A×R0

－－－－－－－－－－－－－－－②

由①②得：10V＋1A×R0＝4V＋4A×R0

解得：R0＝2Ω；

电源电压为：U＝U1＋U0＝10V＋IR0＝10V＋1A×2Ω＝12V．

答案：

b；12；2．

【测试题】

如图所示的电路，电源电压保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图所示．根据图线的信息可知：________(甲/乙)是电压表V2示数变化的图象，电源电压为_______V，电阻R1的阻值为_______Ω．

考点：

欧姆定律的应用；电压表的使用；滑动变阻器的使用．

解析：

图示电路为串联电路，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压；

当滑动变阻器的阻值为0时，电压表V2示数为0，此时电压表V1的示数等于电源电压，因此与横坐标相交的图象是电压表V2示数变化的图象，即乙图；此时电压表V1的示数等于6V，通过电路中的电流为0.6A，故电源电压为6V，．

答案：

乙，6，10．

模块三

滑动变阻器的部分串联、部分并联问题

【例8】

如图所示的电路中，AB间电压为10伏，R0＝100欧，滑动变阻器R的最大阻值也为100欧，当E、F两点间断开时，C、D间的电压变化范围是________；当E、F两点间接通时，C、D间的电压变化范围是________．

考点：

欧姆定律的应用；电阻的串联．

解析：

⑴当E、F两点间断开，滑片位于最上端时为R0的简单电路，此时CD间的电压最大，

并联电路中各支路两端的电压相等，

电压表的最大示数为10V，

滑片位于下端时，R与R0串联，CD间的电压最小，

串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

根据欧姆定律可得，电路中的电流：

I＝＝0.05A，

CD间的最小电压：

UCD＝IR0＝0.05A×100Ω＝5V，

则C、D间的电压变化范围是5V～10V；

⑵当E、F两点间接通时，滑片位于最上端时R0与R并联，此时CD间的电压最大为10V，

滑片位于下端时，R0被短路，示数最小为0，

则CD间电压的变化范围为0V～10V．

答案：

5V～10V；0V～10V．

【测试题】

如图中，AB间的电压为30V，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD间的电压，则UCD的变化范围是(

)

A．

0～10V

B．

0～20V

C．

10～20V

D．

20～30V

考点：

串联电路和并联电路．

解析：

当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时，UCD最大，最大值为Umax＝

＝20V；当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时，UCD最小，最小值为Umin

＝，所以UCD的变化范围是10～20V．

答案：

C

【例9】

如图所示，电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，总阻值为R，当在电路两端加上恒定电压U，移动R的滑片，可以改变电流表的读数范围为多少？

考点：

伏安法测电阻．

解析：

设滑动变阻器滑动触头左边部分的电阻为Rx．电路连接为R0与Rx并联，再与滑动变阻器右边部分的电阻R－Rx串联，

干路中的电流：I＝

，

电流表示数：I′＝＝

，

由上式可知：当Rx＝时，I最小为：Imin＝；当Rx＝R或Rx＝0时，I有最大值，Imax＝；

即电流表示数变化范围为：～；

答案：

～

【测试题】

如图所示的电路通常称为分压电路，当ab间的电压为U时，R0两端可以获得的电压范围是___－___；滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时，ab间的电阻值将______该滑动变阻器的最大阻值．(填“大于”“小于”“等于”)

考点：

弹性碰撞和非弹性碰撞．

解析：

根据串联电路分压特点可知，当变阻器滑片滑到最下端时，R0被短路，获得的电压最小，为0；当变阻器滑片滑到最上端时，获得的电压最大，为U，所以R0两端可以获得的电压范围是0～U．

由于并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻．所以滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时，ab间的电阻值将小于该滑动变阻器的最大阻值．

电阻应变片范文

关键词：电子称电阻应变传感器AD转换

中图分类号：TH715.193文献标识码：A文章编号：1007-9416（2016）10-0175-01

1电子称的功能

数字电子称重系统的核心控制部件是单片机，控制过程是首先是通过传感器采集到被测物体的重量压力，并将该非电量转换成微弱的电压信号。电压信号经过处理电路进行适度的线性放大，放大后的电压模拟信号需要通过A/D转换电路转换成数字量并传送入到主控单片机中。单片机对重量数字信号进行运算处理控制，计算通过液晶显示器显示被测物体的重量。物体重量测量完成后，用户可以通过系统键盘输入物品单价，系统根据重量和单价自动计算总金额并显示。

2称重传感器

在数字电子称的设计中，传感器的精度在系统中起着决定性作用。电阻应变传感器由电阻应变片和信号测量线路两部分组成。目前使用最广的电阻应变片电阻丝应变片和半导体应变片两种。本文中选用的是电阻丝应变片型传感器。结合设计要求的称重范围，重量误差，同时还要考虑到秤台自身重量、振动的影响和冲击分量的影响，还要避免因为超重而损坏传感器，所以传感器量程必须大于额定称重的重量。我们选择的是L-PSIII型传感器，量程10Kg，精度为0.01%，满量程时误差0.002Kg。可以满足本系统的精度要求。

本设计中选用的是测量电路最常用电阻应变传感器桥式测量电路来进行信号测量。它共用两只电阻和两只应变片，分别贴在弹性粱上，通过导线连接为电桥，就可以测量电桥中电阻随重力变化导致弹性梁应变而产生的变化。应变片电阻的变化通过桥式测量电路输出电压表现出来。即桥式输出电压的变化表现出被测物体重力的变化。

3AD转换芯片HX711

电阻应变传感器感应被测重力，输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号需要进行放大和转换。在设计中，选择了电子秤专用的A/D转换器芯片hx711对传感器的输出电压进行放大和A/D转换。HX711是一款高精度电子秤专用的的24位A/D转换器芯片，芯片内集成了稳压电源、片内时钟振荡器电路，所以HX711芯片具有集成度高、芯片的响应速度快、抗干扰性强等优点。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信，HX711芯片内的所有控制信号由管脚驱动，无需对片内部的寄存器进行编程。

4重量转换计算

4.1传感器将重力转换为电压

传感器将重力转换为微弱电压，转换关系是满量程输出电压=激励电压乘以灵敏度2.0mv/v。比如供电电压是4.5v，乘以灵敏度2.0mv可得满量程输出9mv，即量程最大10kg重力产生9mv电压。

4.2hx711对采集电压处理

hx711模块具有128倍信号增益，可以将电压放大128倍，然后采样输出24位的AD转换值，单片机通过指定的时序将24位的数字量数据读出。HX711的供电电压是4.5V。在4.5V的供电电压下10Kg的传感器满量程的输出电压9mV。经过放大后，最大输出电压是576mV（4.5mV*128），经过AD转换后输出的最大数字值为是2147483（576mV*224/4.5V）。

4.3重量计算

单片机获取当前AD值并进行处理，需要存放在long型变量中。因long型变量计算速率慢和存放空间多，所以可以进行处理，除以1000，缩放为int型，便于后续计算。weight=FullScale-AdVal/1000。

重量计算过程如下，假设重力为xKg（x

5系统软件设计

系统软件设计主要包括AD采样、LCD12864显示、计算重量、判断是否超重、校准函数等几部分模块。

在系统通电后，主程序首先完成系统初始化，然后获取当前采样的AD值，并对AD值进行处理，计算出被测物体的重量，接着进行调零和定标，同时判断是否超重，超重蜂鸣器报警。最后调用液晶显示函数，计算重量进行显示。

6结语

本文介绍了基于单片机的电子称的设计过程，并详细说明了测量信号的转换过程和处理方法，通过实践调试，能够达到预定的设计目标。但是测量的过程容易受到外界的干扰，测量中也会输出偏差较大的值，可以在软件部分采用软件滤波的方法，来补偿系统误差，从而达到系统设计精度要求。

参考文献

[1]王建华.敬大德，曹少飞.基于双悬臂梁结构的应变测量传感器研究[J].传感技术学报，2005，18（3）：5-8.

[2]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3]周荷琴.微型计算机原理与接口技术[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2008.

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电阻应变片范文

笔者认真阅读了五种版本的《物理》新教材和名目繁多的练习册，特别是各地“中考”涉及滑动变阻器的试题及其参考答案，感觉受益匪浅。然而，有些答案也有商榷的必要。下面笔者就某版本新课标课文里编写的三幅“有滑动变阻器的实验题”和配套教参里给出的参考答案，陈述如下管见，希望与同行们进行探讨、交流。

例1：图片1是一位同学在连接使用滑动变阻器能够控制小灯泡亮度的实物图，他错在哪里？

教参里给出的参考答案是：“此题的目的是继续训练学生……学会用变阻器控制小灯泡亮度的连接方法”，该题的“错误是将变阻器作为一个不变的电阻串联接入电路中”。

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点评：（1）由于“变阻器”包括“滑动变阻器（含‘电位器’）和电阻箱”，因此参考答案里的“变阻器”应修改为“滑动变阻器”。（2）由于“滑动变阻器有四种使用方法”，所以“学会用变阻器控制小灯泡亮度的连接方法”不是科学用语。（3）根据“电压是使电路中的电荷，发生定向移动形成电流的原因”，所以在教学中我们强调：“使用滑动变阻器，能够控制小灯泡两端的电压和通过它的电流，进而能够改变小灯泡的实际功率（即小灯泡的发光亮度）。”

新解：（1）我们认为类似上述实验题目长期被人们忽视的错误是：“实验前图中的滑片没有停留在最大阻值处”或“滑片要远离选用电阻线上的接线柱”或“要把电阻线全部串进电路中”或“让电流通过所有的电阻线”。我们的教学要求是：在图里位于电阻线中间部位滑片的左面或右面，画出“-”符号，来标明实验前滑片应停在电阻线的最左端或最右端。（2）由于题中没有指明使用滑动变阻器是采用哪种使用方法，所以该题除上述错误外，其完整的答案应有两种情况。滑动变阻器若采用的是：①“常用的电路连接方式”或“组成调压电路”的使用方法，则“滑动变阻器的接线柱选用错了”，应“上、下各选一个接线柱把它串联在电路中，且开关闭合前滑片要停留在最大阻值处”。②“组成分压电路”的使用方法，该题“小灯泡接错了，应按图1所示的电路图连接电路，且开关闭合前滑片要停留在最小阻值处”（即图中最左端）。

例2：图片2是一位同学为测量小灯泡的电阻而连的电路实物图，他错在哪里？

教参里给出的参考答案是：“设置此题的目的是对学生进行电路连接的训练，让学生学会用变阻器控制电路的电路连接方法。”“图中的错误是将变阻器的接线柱接错――同时选择上面两个接线柱接入电路，这样变阻器就失去改变电路电阻的作用。应该强调，这样有可能烧坏灯泡，因此在电路连接过程中应当避免”。

点评：在“测量小灯泡的功率”的实验里，均要求学生“使小灯泡的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度，测出（建议修改为“算出”）它的功率”。可知：“如果电源电压超过小灯泡的正常工作电压”时，不一定“烧坏灯泡”，只有“电源电压超过小灯泡正常工作的电压1.2倍时”，才“有可能烧坏灯泡”。须知：家用配电电压是250V，工业配电电压是450V，它们都是各自用电器U额的1.2倍，即使深更半夜电压是250V，家用电器也没被烧坏。

新解：当滑动变阻器是采用常用的电路连接方式时，除上述参考答案外还有：（1）开关闭合前滑片要停留在最大阻值处；（2）表■选用的接线柱的“极性”反了；（3）表■的量程应选用“0～3V”；（4）表■的量程应选用“0.0～0.6A”。

注：①根据新课标提倡的“从生活到物理，从物理到社会”的理念和市场上出售的小灯泡的规格，实验室用的小灯泡的额定电流，均没有超过0.5A的。②由于电表选用了大量程，测量值跟真实值之间的差异，实属可以纠正的错误！不属于不可避免的“误差”范畴，下同。③采用“组成分压电路”也能测量小灯泡的电阻和功率。

例3：图片3是一位同学为测量小灯泡的功率而连的电路实物图，这个电路有什么错误或不妥之处吗？应该怎样纠正？