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(完整word)电学设计性实验中电路与器材的选择

(完整word)电学设计性实验中电路与器材的选择

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(完整word)电学设计性实验中电路与器材的选择

电学设计性实验中电路与器材的选择

中学电学实验原理丰富，涉及的器材种类较多，每一种器材对应有不同的量程，所以电学实验设计的难点在于对电路和器材的选择.

电学实验器材和电路选择的总的原则是安全（不超过测量电表的量程、不超过器材的额定值)、精确（尽可能用小量程测量）、方便（便于操作和数据处理）、经济、节能。

在选择器材前首先要根据实验目的和实验原理设计测量精确、安全可靠、操作方便的实验电路，再根据实验电路的需要选择器材。选择器材和电路时，目的是保护仪器和使测量结果精确。

1．电源的选择

一般可以根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。

2．分压式和限流式电路的选择

RxR分压式限流式R

Rx

R

分压式

限流式

R

Rx

（2)、两种接法比较：分压式接法调节范围大、能从零开始调节,限流式接法比较节能

（3)、哪些情况选择分压式接法：

A、当使用限流式接法时，电路中的最小电流（即滑动变阻器接入电路中的有效电阻最大时)仍然超过电流表的量程或待测电阻的额定电流,必须采用分压式接法

B、若待测电阻阻值远远大于变阻器阻值的最大值，用限流式接法调节电压、电流的范围很小，所以采用分压式接法

C、需要在待测电阻两端从零开始测量电压、电流时，必须采用分压式接法。

（4）、变阻器的选择

A、分压式接法：应选用电阻较小而额定电流较大的变阻器

B、限流式接法:应选用电阻与待测电阻比较接近的变阻器

3、电表量程的选择:

（1）、估算电路中通过电流表的最大电流和电压表两端的最大电压,选择的电表的量程应大于最大电流和最大电压，以确保电表的安全

（2）、估算电路中通过电流表的最小电流和电压表两端的最小电压,选择的电表的量程应使电表的指针摆动的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上,以减小读数的偶然误差

(3）、若被测电路不计电表内阻的影响，应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，以减小系统误差。

例1、用伏安法测量某电阻Rx的阻值.现有实验器材如下：

待测电阻Rx（阻值约4Ω，额定功率1W) 电流表A1（量程0。6A，内阻约0。2Ω）

电流表A2(量程3A，内阻约0.05Ω） 电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ）

电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）滑动变阻器R0（最大电阻20Ω）

V1RxA1ErSR图1电池组（电动势6V）开关，导线若干

为了较准确地测量Rx阻值，保证器材安全以及操作方便,电流表、电压表应选_________，并画出实验电路图。

探究1:如何选择电流表和电压表？

确定电流表与电压表被测电阻Rx的额定电流、额定电压分别约为

I0=eq\R（\F（P0,Rx))=eq\R(\F（1,4））A=0。5A, U0=eq\R(P0Rx)=eq\R（1×4)V=2V

电流表、电压表量程应大于且接近于被测电阻的额定值，所以电流表应选用A1，电压表应选用V1。

探究2：如何确定电流表内外接法:

∵eq\F(Rv1，Rx）=eq\F（3×103,4)=750〉eq\F(Rx，RA1)=eq\F(4,0.2）=20．

∴应采用电流表外接法。

探究3：是选用限流式接法还是选用分压式接法？

估算电阻Rx两端的最小电压

Umin=eq\F(4,20+4+0.2)×6V≈1V〈6V，这说明可以通过调节滑动变阻器的滑片使Rx两端的电压约从1V变化到2V，所以应选用滑动变阻器限流式接法，电路如图1所示。

V1

Rx

A1

E

r

S

R

图1

Sba图3EA1V图2SE例2、某电压表的内阻在20kΩ?～50kΩ?之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：

待测量电压表V(量程3V）????????电流表A1（量程200μA）

电流表A2(量程5mA）????????????电流表A3（量程0。6A）

滑动变阻器R（最大阻值1k?）?????电源E（电动势4V）

电键S

⑴所提供的电流表中，应选用________(填写字母代号）。

⑵为了尽量减小误差，要求测多组数据，试在图2方框中画出符合要求的实验电路图(其中电源和电键及其连线已画出）。

探究1：是选用限流式接法还是选