如何选择电学仪器和实验电路-新人教.ppt

陈宏社 恒定电流实验基础 实验能力：能独立完成“知识内容表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论。能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。 考纲要求 1.描绘小灯泡的伏安特性. 2.测定金属丝的电阻率（同时练习使用螺旋测器） 3.测定电池的电动势和内电阻. 4.电流表改装 (半偏法测定电表的内电阻 ) 5.用多用电表探测黑箱内的电学元件(测电流、电压、电阻 ) 6.练习使用示波器． 7.传感器的简单应用 恒定电流分组实验 恒定电流部分要求会正确使用的仪器主要有： 螺旋测微器、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、多用电表、示波器等 安全性 如何选择电学仪器和实验电路？ 基本原则: 精确性 方便性 误差小 仪器少 耗电少 综合考虑 安全性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流等。 一、实验仪器选择的基本原则: 精确性原则:根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。 方便性原则:实验时需考虑调节方便，便于操作，如滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流，又要考虑它的阻值范围，在二者都能满足实验要求的情况下，还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。 1．根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表．首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程．然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/3-2/3左右），以减少测读的误差． 根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面入手： 2．根据电路中可能出现的电流或电压范围需要选择滑动受阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值．对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用． 3．应根据实验的基本要求来选择仪器．对于这种情况．只有熟悉实验原理．才能做出恰当的选择． 器材选择的一般步骤是： ①找出唯一性的器材； ②草画电路图（暂不把电表接入）； ③估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）； ④考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。 例1 ：有一电阻R ，其阻值大约在40 Ω至50 Ω之间，需进一步测定其阻值，现有下列器材： 电池组ε，电动势为9V，内阻忽略不计； 电压表Ｖ，量程为0至10Ｖ，内阻20Ω； 电流表A1，量程为0至50ｍＡ，内阻约20Ω； 电流表A2，量程为0至300mＡ，内阻约4Ω； 滑动变阻器R1，阻值范围为0至100Ω，额定电流1A； 滑动变阻器R2，阻值范围为0至1700Ω，额定电流0.３Ａ， 开关Ｓ及导线若干． 实验电路图如图１所示，实验中要求多测几组电流、电压值．在实验中应选＿＿＿ 电流表和　　　　 滑动变阻器． A2 R1 适用条件 测量结果 误差来源 电路 电流表外接法 电流表内接法 比较项目 二、实验电路（电流表内外接法）选择的依据 R测＝U/I＞Rx 偏大 R测＝U/I＜Rx 偏小 电流表的分压 电压表的分流 例2 ：用伏安法测量阻值约为 欧的线圈的电阻Ｒ，己知所用电流表的量程为（0～0.6Ｖ），内阻0.125Ω，电压表的量程为（0～15Ｖ），内阻为15kΩ，蓄电池组电压为12Ｖ，问应采用哪一种连接电路？ 若题目给出的被测电阻阻值约为几十欧，可能大于43Ω，也可能小于43Ω，内接法、外接法两种电路均可采用。 几千 几十 几 分析与解因为R=　　　　=43Ω 若题目给出的被测电阻阻值约为几千欧，大于43Ω，采用内接法 若题目给出的被测电阻阻值约为几欧，小于43Ω， 采用外接法 电能损耗 电路连接 电流调节的范围 电压调节的范围 电路 分压式接法 限流式接法 比较项目 三、控制电路（滑动变阻器的接法）的选择： EIR 电源负担轻 E（IR+Iap） 电源负担重 简便 复杂 三、控制电路（滑动变阻器的接法）的选择： （1）若需要被测电阻R两端电压变化范围较大，或需要从零开始连读可调电压，应选分压电路； （4）当R0R时（或两者相差不多），虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制．或两种电路都满足实验要求时．但限流电路具有节省电能、电源负担轻、电路连接简便等优点，应选限流电路较好． （3）当R0R时．为使被测电阻中电流有明显变化，也应选分压电路； （2）若采用限流电路时，如果电路中最小电流大于或等于被测电阻Ｒ的额定电流，必须采用分压电路； 例3 ：有一小灯泡上标有“6V0.6Ｗ”的字样