电学实验仪器仪表选择原则方法

电学实验如何选择仪器和电路在电学实验中，例如用伏安法测电阻．测量电源的电动势和内电阻，测某一用电器的伏安特性图线，都存在如何选择电学实验器材，如何选择测量电路、控制电路的问题．合理地选择实验器材和实验电路，可以使实验顺利进行，而且实验操作方便，实验误差较小．正确地选译议器和电路的问题，有一定的灵活性．解决时应掌握和遵循一些基本的原则、即“安全性”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面要综合考虑．灵活运用．一、实验仪器的选择根据教学大纲及高考考试的要求，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：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（一般取满偏刻度的2/3左右），以减少测读的误差．2．根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器．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．才能作出恰当的选择．【例1】有一电阻R ，其阻值大约在40Ω至50Ω之问，需进一步测定其阻值，现有下列器材：电池组，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．在实验中应选_________电流表和__________滑动变阻器．【分析与解】首先估算电路中可能达到的最大电流值，假设选电流表A 1，则，I m ≈A R R E +≈0.14A ，超过了A 1的量程，及假设选电流表A 2，则I m ≈A R R E +≈0.18A ，未超出A 2的量程，故应选电流表A 2，这一选择遵循了安全性原则．对滑动变阻器的选择。

电学实验器材及电路的选择电路实验，不仅涉及测量电路的合理设计或选取、涉及控制电路的合理选取、涉及实际电路的连接以及电路初态的设置问题，而且涉及各测量电表及可变电阻器等器材的合理选配问题。

一、实验器材的选择：1．对实验器材和装置的选择，应遵循以下几条主要原则：①安全性原则：即实验过程中，不产生由于器材或装置选择不当而使仪器发生损坏等不良后果。

在电学实验中，主要表现为电流表，电压表使用中，正、负接线柱不能接反；各电表的读数不能超过其量程，电阻类元件的电流不能超过其最大允许电流等；电源的最大输出电流不超过其额定电流等。

②准确性原则：要求实验误差尽量小，精度尽量高。

即要求实验能尽量减小系统误差和偶然误差。

在电学实验中，应选择适当的实验电路，选择电流表、电压表、欧姆表的适当量程进行测量。

电压表、电流表的指针应指到满偏刻度的三分之一以上。

欧姆表读数时应使指针指到中值电阻附近（可更换不同的倍率档调整），注意每次改变倍率档时要欧姆调零。

③方便性原则：在保证实验能够顺利进行的条件下，使实验操作方便易行。

在电学实验中，主要表现在滑动变阻器规格的选择、分压式电路与限流式电路的选择等。

在分压接法中，一般选择电阻较小而额定电流较大的；在限流接法中，变阻器的阻值应与电路中其他电阻的阻值比较接近。

2、电源的选择（1）一般根据实验要求来选择。

如“电磁打点计时器”选用交流4-6V电源，“电火花计时器”则用220V交流电源；“测量电源电动势和内电阻”则用一节旧一些的干电池等等。

（2）根据用电器的额定电压来选择。

3、电流表和电压表的选择（1）根据电源的参数来选择；（2）根据电路中的最大电流（或者电压）来选择；（3）根据用电器的额定电流（或者电压）来选择。

4、滑动变阻器的选择（1）用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值小的；而额定电流大的。

（2）用限流接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。

5、实物连线1、总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负。

中学物理复习专题--电学试验学问点归纳一、电路设计或器材选择原则1、平安性：试验方案の实施要平安牢靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。

要留意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。

2、精确性：在试验方案、仪器、仪器量程の选择上，应使试验误差尽可能の小。

保证流过电流表の电流和加在电压表上の电压均不超过运用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度の1/3），以削减测读误差。

3、便于调整：试验应当便于操作，便于读数。

二、内、外接法の选择 1、外接法与外接法对比2、内、外接法の确定方法： ①将待测电阻与表头内阻比较R R V xx x AR R R >⇒⇒ 为小电阻 外接法 R R V x x x ARR R ⇒⇒＜ 为大电阻 内接法 ②试触法触头P 分别接触A 、B电压表示数变更大⇒电流表分压作用大⇒外接法 电流表示数变更大⇒电压表分流作用大⇒内接法三、分压、限流接法の选择1．两种接法及对比限流接法分压接法电路图电压调整范围 xx ER R x U E R≤≤+ 0x U E ≤≤ 电路消耗总功率 x EI()x ap E I I +闭合K 前滑动头在最右端滑动头在最右端2．选择方法及依据①从节能角度考虑，能用限流不用分压。

②下列状况必需用分压接法A ．调整（测量）要求从零起先，或要求大范围测量。

B ．变阻器阻值比待测对象小得多（若用限流，调不动或调整范围很小）。

C ．用限流，电路中最小の电压（或电流）仍超过用电器の额定值或仪表量程。

四、实物图连接の留意事项和基本方法⑴留意事项：①连接电表应留意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。

②各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。

③对于滑动变阻器の连接，要搞清晰接入电路の是哪一部分电阻，在接线时要特殊留意不能将线接到滑动触头上。

⑵基本方法：①画出试验电路图。

②分析各元件连接方式，明确电流表与电压表の量程。

例析电学实验中实验器材的选择横垛中学陆振华在高中物理中，电学实验历来是高考的重点，也是学生学习的难点，学生往往对电学实验题感觉是无从下手，其首要的一个问题就是对实验器材的无法选择。

下面我们就从高中物理电学当中的几个典型实验的实验器材的选择来说明器材选择的原则和方法。

一、电学器材选择的原则实验中通常提供的电源、电流表、电压表、滑动变阻器等通常有多种规格，实验器材的选择一般根据实验原理，把握“安全、精确、方便”的原则即可。

1、电表选择：安全、准确。

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。

欧姆表应选用使针指在中间刻度附近的倍率挡。

2、滑动变阻器选择：安全、方便。

根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动变阻器。

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，使电流或电压有很大变化的，不方便操作，不宜采用。

若高阻值和低阻值变阻器都能达要求的，一般选低阻的。

二、例析电学实验中实验器材的选择方法例一：伏安法测电阻实验器材的选择一阻值约为30KΩ的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的电阻值,备选器材有：A．电源(E=16V，r＝２Ω)B．电源(E=３V，r＝0.5Ω)C．电压表（量程0~16 V，内阻100KΩ）D．电压表（量程0~3 V，内阻2KΩ）E．电流表（量程0~500 Aμ，内阻500 Ω）F．电流表（量程0~1mA，内阻250 Ω）G．滑动变阻器（阻值范围0~200 Ω）H．开关一只，导线若干从上面的器材中选出合适的器材＿＿＿＿＿＿（用字母表示），并说明理由。

解析：先估算出最大电流若选A 电源，则3160.533010A A E V I m A R ≈=≈⨯Ω, 若选B 电源，则330.13010B B E V I m A R ≈==⨯Ω。

电学实验器材的选择1方法：(1) 安全因素：通过各用电器或电表中的电流不能超过最大允许电流。

(2) 误差因素：各电表指针偏转不能小于三分之一。

(3) 便于操作，(如滑动变阻器作限流用时不能比待测电阻大得太多)步骤：选出唯一性器材；设计电路挑选器材；通过计算挑选器材；(电流电压不能超过允许值)根据器材选择连接电路。

例1。

在测定“金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻约为3Ω，为减小误差，要求金属丝发热功率P<0.75W，备有的部分器材有：电池组(6V，内阻很小)；电流表(0—0.6A，内阻0.5Ω)；电流表(0—3A，内阻0.01Ω)；电压表(0—3V，内阻1kΩ)；电压表(0—15V，内阻5kΩ)；滑动变阻器(0—100Ω,1A)；滑动变阻器(0—20Ω,1A)；电键、导线。

(1) 上述器材中应选用的是。

(2) 画出应采用的电路图。

例2。

用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻R x (约100Ω)；直流电流表(量程0—10mA，内阻50Ω)；直流电压表(量程0—3v，内阻5kΩ)；直流电源(输出电压3v，内阻不计)；滑动变阻器(阻值范围0—15Ω，允许最大电流1A)；电键一个，导线若干，根据以上器材的规格和实验要求作出实验电路图。

练1。

某同学先用欧姆表的“×100Ω”档粗测一电阻阻值，欧姆表如图，现欲用伏安法较准确地测定其阻值，给出了下列仪器供选用：上述器材中应选用的是。

画出应采用的电路图。

A．9V电池B．电流表(0—10m A，内阻40Ω)C．电流表(0—0.1A，内阻1Ω)D．电压表(0—3V，内阻2kΩ)E．电压表(0—15V，内阻45kΩ)F．滑动变阻器(0—10Ω,0.1A)G．滑动变阻器(0—20Ω,1A)H．电键、导线。

练习2。

欲用伏安法测定一个阻值约12Ω的电阻，要求测量结果尽是准确，下列器材中应选用的是，画出应采用的电路图。

A．池组(6V，内阻很小)B．电流表(0—3A，内阻0.0125Ω)C．电流表(0—0.6A，内阻0.125Ω)D．电压表(0—3V，内阻3kΩ)E．电压表(0—6V，内阻6kΩ)F．滑动变阻器(0—20Ω,1A)G．滑动变阻器(0—200Ω,0.3A)H．电键、导线。

电学实验中电路和仪器的选择原则和方法 纵观近几年高考试题，电学实验一直是高考的热点，从省历年高考复习研讨会对试题的分析及评价报告反馈的情况看，电学实验部分得分率很低，因此，高考备考复习中应把电学实验线路和器材的选择确定为复习的重点和难点。

下面就从原理和方法上进行分述，最后通过例题来评述运用过程。

一、伏安法测电阻实验中内接法与外接法的选择所谓伏安法测电阻中的内、外接法是相对安培表而言，安培表紧挨待测电阻接在里面的接法叫内接法，如图1（a ）所示，安培表接在外面的接法叫外接法，如图1（b ）所示。

由于安培表的内阻并不为零、伏特表的内阻并非无穷大，因此，无论哪种接法，都会给测量结果带来误差（见下表），但合理的选择内接法或外接法有利于减小误差。

x x (a) 内接法 （b ）外接法 图1引起误差的原因 R x 真实值表达式 R x 测量值与真实值比较内接法 安培表的分压作用 R 真=（U —U A ）/I 偏 大 外接法 伏特表的分流作用 R 真=U/（I —I V ） 偏 小1、若R x 、R A 、R r 的大小大致可估，可用以下三种方法来选择内、外接法：（1） 当R x 较大、满足R x 》R A 时，应采用内接法，因为这时安培表的分压作用很微弱。

（2）当R x 较小、满足R x 《R V 时，应采用外接法，因为这时伏特表的分流作用很微弱。

（3）当R x 的大小很难断定是满足R x 》R A ，还是满足R x 《R V 时，可采用计算临界电阻值的方法，具体做法是：先计算临界电阻R 0=V A R R ，若R x >R 0,则视R x 为较大采用内接法；若R x <R 0则视R X 为较小采用外接法。

采用临界电阻值法来确定内、外接法是一种普遍的通用方法。

例1、 伏安法测一个阻值约为5欧左右的电阻，所用的安培表内阻约为0.1欧、伏特表内阻约为10千欧，为了减小误差，应采用内接法或是外接法？解答：计算临界电阻R 0=v A R R =31.6欧,由于R x <R 0,则应选择外接法有利于减小误差。

高中物理实验分析专题实验02（电学实验仪器和电路选择）Lex Li电学实验中所用到的原理公式：Ir U E IUR +==, 在中学电学实验中，如用伏安法测电阻，测电源的电动势和内阻，测某一用电器的伏安特性曲线，都存在如何选择电学实验仪器，合理地设计电路。

如何使学生学会电路设计和顺利进行实验，应从下面几方面考虑。

一、实验仪器的选择 01、仪器选择原则：（1）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。

（2）准确性原则：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。

（3）操作性原则：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。

02、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：（1）首先考虑安全因素：如各电表实际读数不能超过其量程，电阻类元件中实际电流不能超过其最大允许电流或电压。

实际处理过程中，需要估算回路中的最小电流（一般应用假设变阻器采用限流接法时进行估算）。

如：用伏安法测量标有“6 V ，0.6 W ” 字样的小灯泡I —U 图线，则实际加在灯泡的电压最大值不能超过6 V 。

（2）读数误差因素：一般要求各电表的实际读数不小于其量程的31（应在量程的32~31最好），以减小读数误差。

实际处理过程中，需要估算回路中的最大电流或电压；（2）根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器．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）对滑动变阻器：①在“伏安法测电阻”和“伏安法测电池电动势和内电阻”的实验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，前者可方便调节，后者可减少误差。

电学实验基础知识一、电路设计或器材选择原则1、安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。

要注意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。

2、准确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。

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（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。

3、便于调节：实验应当便于操作，便于读数。

二、内、外接法的选择 1、外接法与外接法对比2、内、外接法的确定方法：大内大 小外小①将待测电阻与表头内阻比较R R V xx x AR R R >⇒⇒ 为小电阻 外接法 R R V x x xAR R R ⇒⇒＜ 为大电阻 内接法②试触法 触头P 分别接触A 、B电压表示数变化大⇒电流表分压作用大⇒外接法 电流表示数变化大⇒电压表分流作用大⇒内接法 三、分压、限流接法的选择12．选择方法及依据①从节能角度考虑，能用限流不用分压。

②下列情况必须用分压接法A ．调节（测量）要求从零开始，或要求大范围测量。

题干中有暗示从零开始或者描点连线作图的。

B ．用限流，电路中最小的电压（或电流）仍超过用电器的额定值或仪表量程。

C ．变阻器阻值比待测对象小得多（若用限流，调不动或调节范围很小）。

四、实物图连接的注意事项和基本方法 ：先串后并测量电阻的方法1．如图，左边螺旋测微器的读数为 mm ；右边螺旋测微器的读数为 mm ；2、在测定金属丝的电阻率的实验中：(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，该金属丝的直径为________mm.(2)已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有_____ ___(只填序号)．A ．量程是0.6A ，内阻是0.5Ω的电流表B ．量程是3A ，内阻是0.1Ω的电流表C ．量程是3V ，内阻是6kΩ的电压表D ．量程是15V ，内阻是30kΩ的电压表E ．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A 的滑动变阻器F ．阻值为0～20Ω，额定电流为2A 的滑动变阻器G ．蓄电池6VH ．开关一个，导线若干(3)画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路．1、答案： 1.901(1.901-1.903) ②1.5002、 (1)0.350 (2)A 、C 、F 、G 、H(3)画电路时，还要确定内外接法：因R V /R x ＝6000/10＝600>R x /R A ＝20，所以应选电流表外接法．如图所示．8、某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系．可用的器材如下：电源（电动势3V ，内阻1Ω）、电键、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电压表、电流表、小灯泡、导线若干． ①实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U -I 图象如图a 所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）．②根据图a ，在图b 中把缺少的导线补全，连接成实验的电路（其中电流表和电压表分别测量小灯0 45 40 3545 50 0 U图aABC －+ 图b泡的电流和电压）。

电学实验仪器的选择一、根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提，一般遵循以下三原则：⑴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。

⑵准确性原则：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。

⑶操作性原则：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。

二、选择电学实验仪器主要是选择电源、电表、滑动变阻器等器件，通常可以从以下四方面人手：①根据用电器的需要来确定选择电源.（1）选择直流电源，一般考虑用电器所需的电压、电路中的电流、电源电动势和允许电流等。

（2）在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下，选择电动势较大的电源（以获得更多的测量数据）。

在相同电动势情况下，通常选择内电阻较小的电源（以获得较稳定的路端电压），测电源内阻除外②根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表．(1)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．必须先根据已知条件估算电路中的最大电压或电流值（对定值电阻额定电压电流），以此确定选用略大于且量程最小的电表(2)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．③根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器．（1）用最小电流推出最大总电阻，减去其他的电阻，使得滑动变阻器电阻大于该电阻（2）已知限流或分压。

若控制电路确定为限流接法，则滑动变阻器应选用与实验电路中其它电阻的总阻值相差不大的，或是较大的；若控制电路确定为分压接法，则应选用在额定电流允许的条件下阻值较小的滑动变阻器。

（3）不宜采用高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的（4）也要避免出现滑片从一头滑到另一头，电流或电压几乎没有变化的情况。