电学实验复习（医学资料）.pptVIP

电路设计原理 1．进行实验设计的总体原则 （1）精确性：在实验误差允许的范围内，应尽可能选择误差较小的方案． （2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，不会对器材造成损害，且成功率高． （3）可操作性：实验应便于操作和读数，便于进行数据处理． 2．实验设计的基本思路 实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤．而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件． 实验原理举例 伏安法及变式:以测量电表的内阻为例： （1）电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻 实验原理举例 伏安法及变式:以测量电表的内阻为例： （2）两只同种电表，若知道一只的内阻，就可以测另一只的内阻 实验原理举例 伏安法及变式:以测量电表的内阻为例： （3）两只同种电表内阻都未知，则需要一只电阻箱才能测定电表的内阻 实验原理举例 伏安法及变式:以测量电表的内阻为例： 电流表、电压表各一只，可以测量它们的内阻除伏安法外，还常用替代法、半偏法和闭合电路欧姆定律（计算法） （ 4 ）替代法 实验原理举例 伏安法及变式:以测量电表的内阻为例： （5）半偏法 实验原理举例 伏安法及变式:以测量电表的内阻为例： （6）闭合电路欧姆定律（计算法） 电源(内阻不计),电压表 ,变阻箱 ,单刀双掷开关 3．电学实验的器材选择和电路设计 （1）电路结构完整的实验电路包括三个部分： ①测量电路， ②控制电路（变阻器、开关）， ③电源． （2）思路 3．电学实验的器材选择和电路设计 （3）方法(控制电路设计方法) 分压、限流电路选择 在下列情况下应选择分压电路 （1）实验要求待测电阻两端电压从零开始连续变化。 （2）限流不能保证安全，即限流电路中的最小电流超过电表量程或用电器的额定电流．常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况． 3．电学实验的器材选择和电路设计 （3）方法(控制电路设计方法) 分压、限流电路选择 （3）限流能保证安全，但变阻器调节过程中，电表读数变化不明显，不满足实验测量多组数据的要求．常见于变阻器全电阻远小于测量部分电阻的情况． 在限流、分压两种电路都满足实验要求时 ，由于限流电路结构简单，损耗的电功率小，应优先选用． 3．电学实验的器材选择和电路设计 （3）方法(控制电路设计方法) 滑动变阻器的粗调和微调． 在限流电路中，对测量电路而言，全电阻较大的变阻器起粗调作用，全电阻较小的变阻器起微调作用； 在分压电路中，变阻器的粗、微调作用正好与限流电路相反． 在选择电阻时有还需注意电阻的额定电压、额定功率或额定电流 3．电学实验的器材选择和电路设计 （3）方法（电表的选择） 电表选择：为了减小电表读数引起的偶然误差，选择电表时应先估算待测电流或电压的最大值，同时要考虑电表间、电表与电源间的配置是否合理，测量时各电表的最大偏转量都应接近量程． 例:电源E=6v Rx约15? 变阻器R=150? A1 3 A ; A2 0.6 A ; A3 50 mA 【例1】用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下 ： 待测电阻Rx （阻值约为25kΩ） 电流表A1：（量程100μA，内阻2kΩ） 电流表A2：（量程500μA，内阻300Ω） 电压表V1：（量程10V，内阻100kΩ） 电流表V2：（量程50V，内阻500kΩ） 电源E：（电动势15V，允许最大电流1A） 滑动变阻器R：（最大阻值1kΩ） 电键S，导线若干 为了尽量减小实验误差，要求测多组数据． （1）电流表应选_________，电压表应选______ （2）画出实验电路图． 测量电路与器材选择 从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑，两电表及电表与电源间的配置要合理． 注意到电源电动势远小于电压表V2的量程，而跟电压表V1的量程较接近，若选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的1/3 ，读数时偶然误差太大，所以选用V1较恰当； 而此时通过电流表的最大电流， 因此，电流表A2与V1配置较好． 控制电路选择 电路选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑． 若采用限流电路控制，注意到测量部分的总电阻约为20kΩ，远大于滑动变阻器的总电阻（1kΩ），要保证电表安全，变阻器分得的电压至少为5V，阻值应调到10kΩ，显然，限流不能起到保证电表安全的作用，更不能进行有效调节，所以，只能采用分压电路控制 【例1】用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下 ： 待测电阻Rx （阻值约为25kΩ） 电流表A1：（量程100μA，内阻2kΩ） 电流表A2：（量程500μA，内阻300Ω） 电压表V1：（量