实验电路和器材的选择原则

第71讲 电路设计之两种控制电路与六种测量电路以及器材选择原则

1．（2022•甲卷）某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E（电动势1.5V，内阻很小），电流表Ⓐ（量程10mA，内阻约10Ω），微安表Ⓖ（量程100μA，内阻Rg待测，约1kΩ），滑动变阻器R（最大阻值10Ω），定值电阻R0（阻值10Ω），开关S，导线若干。

（1）在答题卡上将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；

（2）某次测量中，微安表的示数为90.0μA，电流表的示数为9.00mA，由此计算出微安表内阻Rg＝ 990 Ω。

【解答】解：（1）为了准确测出微安表两端的电压，可以让微安表与定值电阻R0并联，再与电流表串联，通过电流表的电流与微安表的电流之差，可求出流过定值电阻R0的电流，从而求出微安表两端的电压，进而求出微安表的内阻，由于电源电压过大，并且为了测量多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，实验电路原理图如图所示

（2）某次测量中，微安表的示数为IG＝90.0μA＝9×10﹣5A，电流表的示数为IA＝9.00mA＝9×10﹣3A，根据串并联电路规律和欧姆定律得

（IA﹣IG）R0＝IGRg

解得：Rg＝990Ω。

故答案为：（1）图见解析（2）990

一.知识回顾

1.电路通常分测量电路与控制电路两部分，有的还有保护电路。

2．控制电路常常是滑动变阻器控制的，其有两种接法。

(1)滑动变阻器两种接法的比较

限流接法 分压接法 对比说明

两种接法

电路图

(忽略电

源内阻) 串、并联关系不同

负载R上

电压调

节范围 RER＋R0≤U≤E 0≤U≤E 分压电路调节范围大

负载R上

电流调节

范围 ER＋R0≤I≤ER 0≤I≤ER 分压电路调节范围大

闭合S前

触头位置 b端 a端 都是为了保护电路元件

（2）控制电路的选择：

①从节能的角度考虑，优先选用限流式．

②以下三种情况必须用分压式．

a．要求待测电路的U、I从0变化；

实验探究　

伏安法测电阻实验巾　

控制电路昀确定与器材的选择　

贵州道真中学（５６３５００）邹其勇　

“伏安法测电阻”是一个重要的电学实验，教材在　

谈到这个实验时只介绍了内接、外接法的基本原则．　

但在大大小小的各类考试中，除了考查教材要求以　

外，重点还放在了控制电路的确定和器材的选择上．　

为此，学生对与该实验相关的电学实验深感头疼．本　

文就针对该实验控制电路的确定和器材的选择分项　

加以说明．　

到大或从大到小渐变，或者是用大阻值滑动变阻器控　

制小阻值待测电阻，实验电路应采用图１所示的限流　连接．　

２．如果要求实验中待测　

电阻的电流、电压从小到大　

或从大到小渐变，或者是用　

小阻值滑动变阻器控制大阻　

值待测电阻，实验电路应采　

用图２所示的分压连接．　图２　

二、伏安法测电阻器材的选择　

１．器材选择的基本原则：　①如果只知待测电阻Ｂ的阻值范围，则选择器　

材时应从保护电表出发；　

②如果只知待测电阻尼的功率范围，或既知待　

测电阻Ｒ　的阻值范围，又知待测电阻Ｒ　的功率范　

围，则选择器材时应从保护Ｒ出发．　

２．器材的选择：　（１）电流表的选择：如果是①述情况，则按“Ｌ—　

Ｅ／Ｒ．￣，Ｉ、”确定电流表的量程；如果是②述情况，则按　

ｒＩ百■　“Ｊ　一，、／　”确定电流表的量程．　Ｖ“ｚ大　（２）电压表的选择：如果是①述情况，则按“　一　Ｒ　大”确定电压表的量程；如果是②述情况，则按　

“【Ｌ—　Ｒ　”确定电压表的量程．　

（３）滑动变阻器的选择：如果是①述情况，则按　“当滑动变阻器嚣于最大阻值而闭合开关对电表也有　

明显偏转”这一原则确定；如果是②述情况，则按“当　

滑片置于滑动变阻器最大阻值处而闭合开关时电表　

也不会超过最大量程”这一原则确定．　

（４）电源的选择：无论是①、②中哪一种，为了减　

小误差，都应遵循“Ｅ／Ｒ　大不小于欲选电流表量程的　

一半”这一根本原则．　【例ｌ】有以下器材，请在保证器材安全情况下　

用伏安法准确测某电阻Ｒ的阻值．　

高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索

高中物理课程中，电学部分的实验是非常重要的环节之一。通过实验，学生能够更直观地理解电学知识，培养实验操作能力，并且激发学生的学习兴趣。选择合适的实验器材和电路对于教学至关重要。在本文中，我们将探索高中物理电学部分的实验器材和电路选择，以期为教师和学生提供一些参考和启发。

一、实验器材的选择

1. 万用表

万用表是进行电学实验必备的器材之一。它可以测量电压、电流和电阻，是电路中最基本的测量工具。在进行电学实验时，学生可以通过使用万用表，直观地获得电路中各个元件的电压、电流和电阻数值，从而更深入地理解电路的工作原理。

2. 直流电源

3. 电阻箱

电阻箱是一个可以提供不同电阻值的器件，它可以让学生在实验中灵活地改变电路中的电阻值，从而观察电路的变化情况。通过电阻箱，学生可以更直观地感受到电阻对电路的影响，加深对电阻和电路关系的理解。

4. 导线、电灯泡和开关等基本元件

在进行电学实验时，常常需要使用导线、电灯泡和开关等基本元件来构建电路。这些基本元件在实验中起着至关重要的作用，能够让学生直观地观察电路的工作情况，帮助学生更直观地理解电学知识。

5. 示波器

示波器是一种可以直观显示电压随时间变化情况的仪器，它可以用来观察交流电路中电压的正弦波形，帮助学生更深入地理解交流电路的工作原理。并可用来观察电路中复杂信号的变化情况。

二、电路的选择

1. 并联电路和串联电路

在进行电学实验时，学生可以通过实验构建并联电路和串联电路，从中观察电流、电压的变化情况，并深入理解并串联电路的不同特性。并联电路可以让学生更清楚地了解分流规律，串联电路可以让学生更直观地认识电流规律。 2. 电阻的影响

3. 电容和电感的实验

学生可以通过实验构建带有电容和电感的电路，观察交流电路中电容和电感的影响，加深对电容与电感的特性的理解。在实验中，学生可以通过示波器观察电压和电流的相位差，从而更直观地了解电容和电感在交流电路中的特性。

高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索

引言

在高中物理课程中，电学部分是非常重要的内容之一。学生们要学习电路的基本知识、电阻、电容和电感的原理，以及安培定律、基尔霍夫定律等。而实验是巩固知识、培养实践能力的重要途径之一。选择合适的实验器材和电路设计对于学生的学习是非常重要的。本文将探索高中物理电学部分的实验器材和电路选择，并提出一些建议。

一、实验器材的选择

1. 电源：电学实验的基础器材之一，一般包括直流电源和交流电源。对于初学者来说，建议选择直流电源，因为其电路结构相对简单，易于理解。直流电源的输出稳定性较好，适合用于实验中。

2. 万用表：万用表是测量电压、电流和电阻的重要工具。在进行实验时，学生们需要根据实验要求测量电路中的各种参数，因此有一台准确可靠的万用表至关重要。

3. 电阻箱：电阻箱是用来调节电路中电阻值的器材。在实验中，学生们常常需要改变电路中的电阻值，以观察不同电路条件下的现象。一台功能齐全的电阻箱是必不可少的。

4. 电流表和电压表：电流表和电压表用于测量电路中的电流和电压。在实验中，学生们需要对电路中的电流和电压进行测量，以便分析和理解电路的运行状态。

5. 示波器：示波器是观察交流信号波形和快速变化信号的重要工具。在实验中，学生们有时需要观察电路中的信号波形，以了解信号的变化规律。

二、电路设计的选择

1. 串联电路和并联电路：串联电路和并联电路是电学实验中常见的两种电路结构。学生们需要通过实验理解串联和并联电路的特点和运行原理。在设计实验时，可以选择不同的电路结构，以便学生们更好地理解和掌握电路知识。

2. 变阻器电路：变阻器电路是一种常见的电路结构，通过调节电阻器的阻值，可以改变电路中的参数，比如电流、电压等。选择一些涉及变阻器的实验，可以让学生们更加直观地了解电阻器在电路中的作用。