[实用参考]高中电学实验器材选择.doc
- 格式:doc
- 大小:273.50 KB
- 文档页数:8
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精确性原则: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。
④可行性原则:注重实际,满足实验要求;并且是电路元件少,耗能少。
2、几种仪器的选择①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。
②、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。
③、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。
高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索实验是物理学习的重要环节之一。
在高中电学部分,实验是加深学生对电学概念及电路原理的理解、培养学生观察、实验、思考能力的有效途径。
因此,高中电学实验器材和电路的选择很关键。
本文将对高中电学实验器材和电路的选择进行探讨。
一、实验器材的选择1. 阻值盒阻值盒是用于调整电阻的实验器材。
在电学实验中,往往需要测量电路中电阻的大小,阻值盒可以提供不同大小的电阻供学生选择,以满足实验需求。
阻值盒的使用相对安全,且使用方便。
2. 电源电源是电学实验的基础。
在教学中,常用交流电源、直流电源以及电池。
交流电源和直流电源可以提供不同种类的电流、电压,让学生可以进行更多的实验探究。
电池常用于小型实验中,可以让学生更好地理解电路的组成以及电流电势的基本概念。
3. 电表电表是用于测量电路中电流、电势、电阻等的实验器材。
在学生进行实验时,电表是必不可少的工具。
电表的种类有很多,如万用表、电流表、电势差表等。
在选择时,应根据实验需求选用不同种类的电表。
4. 导线导线是电学实验中必备的实验器材。
导线的材料有很多,如铜、铝等。
在选购导线时,应选择材质好、热膨胀系数小、导电性好的导线。
此外,为了保证实验的安全性,在选购导线时应选择表面有保护层的导线,以免触电事故的发生。
5. 发光二极管(LED)发光二极管是一种重要的电子元器件,在电学实验中广泛应用。
它不仅可以用于指示电路状态,还可以用于信号处理、数据传输等方面。
在实验之前,应了解发光二极管工作原理及其特点,以更好地选用适合的发光二极管。
二、实验电路的选择1. 串联电路串联电路是一种将电器件逐一连接起来的电路形式。
在学生学习电学实验的过程中,串联电路是必不可少的一种。
通过串联电路的实验,学生可以更好地掌握电阻的串联法则、电势分配法则等基本原理。
常见的串联电路实验有串联电阻的测量、分压器的应用等。
4. 逻辑电路逻辑电路是由逻辑门电子元件组成的电路,用于进行逻辑运算。
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。
知识就堤力量高考物理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人手: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40Q至50Q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20 Q ;电流表A1,量程为0至50m A,内阻约20Q ;电流表A2,量程为0至300mA内阻约4Q;滑动变阻器R1,阻值范围为0至100Q,额定电流1A;滑动变阻器R2,阻值范围为0至1700Q, 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,超过了A1的量程,及假设选电流表A2,则,未超出A2的量程,故应选电流表A2,这一选择遵循了安全性原则.对滑动变阻器的选择。
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。
3. 交流电路:交流电路是另一个重要的电路结构,学生们需要理解交流电路中的特点和运行原理。
在设计实验时,可以选择一些涉及交流电路的实验,并且通过示波器等工具观察交流信号波形,让学生们更好地理解交流电路的运行规律。
高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索在高中物理课程中,电学部分是学生们比较感兴趣的内容之一。
通过实验来验证理论知识,可以帮助学生更深入地理解电学原理。
选用适当的实验器材和电路对于教学至关重要。
本文将探讨高中物理电学部分的实验器材和电路的选择,并提出一些探索性的建议。
对于高中物理电学实验,合适的实验器材是必不可少的。
基本的电路元件是必备的,如电源、导线、开关、电阻、电容、电感等。
还需要各种类型的测量仪器,如电压表、电流表、示波器等。
实验器材的选择应该考虑到其稳定性、精度以及安全性,以保障实验的顺利进行。
在进行实验时,选择适当的电路也是至关重要的。
在高中物理教学中,常见的电路有串联电路、并联电路、简单的RC电路等。
不同的电路可以用来验证不同的电学知识点,如欧姆定律、基尔霍夫定律、电容充放电等。
在选择电路时,应该充分考虑到实验的目的和需要验证的知识点,确保电路的设计符合实验的要求。
针对高中物理电学部分的实验器材和电路选择,我们可以提出以下几点探索性建议:1. 积极引入新型器材随着科学技术的不断进步,越来越多的新型实验器材被开发出来,如数字电压表、示波器、可编程电源等。
这些新型器材具有更高的测量精度、更强的功能扩展性,能够更好地满足实验的需要。
我们可以积极引入这些新型器材,让学生了解和熟悉最新的实验技术,培养其实验设计和数据处理的能力。
2. 设计多样化的电路实验在进行电学实验时,可以设计多样化的电路结构,比如交流电路、非线性电路等。
不局限于传统的直流电路,多样化的电路结构可以帮助学生更全面地理解电学知识,拓展其思维和实验技能。
3. 鼓励学生参与电路设计在进行实验前,可以鼓励学生自行设计电路结构,并进行实验验证。
这样可以提高学生的学习兴趣和参与度,培养其实验设计和问题解决能力。
4. 引入电路模拟软件除了传统的实物电路,也可以引入电路模拟软件,如Multisim、Proteus等。
这些软件可以模拟各种复杂电路结构,并进行实时仿真和分析。
高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索电学部分是高中物理的重要内容,通过实验可以帮助学生更好地理解电学原理和掌握实验操作技能。
下面将介绍一些常用的实验器材和电路选择,供高中物理教师和学生参考。
1. 电池和导线:这是进行电路实验的基本器材,通常选择1.5V的干电池作为电源,导线用于连接各个电器元件。
2. 电阻:电阻是电路中起调节电流的作用,可以通过调整电阻的值来改变电流的大小。
常用的电阻器有固定电阻器和可变电阻器,可以通过串联或并联的方式来调节电阻的大小。
3. 开关:开关常用于控制电路的通断状态。
可以选择单刀双掷开关,通过切换开关的位置来改变电路的走向或连接状态。
4. 安全电源:在进行电路实验时,应优先考虑学生的安全。
选择具有过载保护和短路保护功能的安全电源,保证实验过程中没有电流过大或短路的风险。
5. 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。
可以选择多功能数字电表,通过选择不同的测量档位来进行准确的测量。
6. 电灯泡和电子元件:电灯泡是常用的负载元件,通过观察电灯泡的亮度来判断电流的大小。
还可以选择其他电子元件如二极管、电容器和电感等,进行电路实验和探究。
针对以上实验器材的选择,可以使用以下几个电路来进行探索:1. 并联电路和串联电路:通过选择不同的电阻器并使用导线连接,可以组建并联电路和串联电路,并测量电流和电压的变化。
通过比较两者的差异,学生可以深入理解并联电路和串联电路的特性。
2. 布线电路:根据给定的要求和条件,设计并搭建一个布线电路。
通过探究不同布线方式对电路亮度的影响,学生可以了解并体验并联和串联的应用。
3. 变阻器电路:使用可变电阻器和其他电阻器搭建一个调光电路,通过旋转变阻器来改变电流的大小,进而控制灯光的亮度。
4. 半导体二极管的特性实验:通过搭建半导体二极管的特性实验电路,学生可以观察到二极管的整流现象和火花现象,并了解二极管的正向和反向特性。
通过选择合适的实验器材和搭建不同的电路,可以帮助高中生更好地掌握电学知识,培养实验操作能力和科学探究精神。
高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索导言物理是一门基础学科,而电学部分更是物理学中非常重要的一部分。
在高中阶段,学生学习物理电学部分不仅需要理论知识的学习,更需要实践中的实验操作和电路搭建的经验积累。
选取合适的实验器材和电路搭建对于高中物理教学至关重要。
在这篇文章中,我们将探索一些高中物理电学部分的实验器材和电路选择,希望能为高中物理教学提供一些参考。
实验器材的选择1. 电源:在进行电学实验时,电源是必不可少的器材。
在实验室中,通常会选择直流电源和交流电源,直流电源能够提供稳定的电流和电压,适用于大部分电学实验。
而交流电源则适用于一些特殊的实验,比如交流电路的研究和变压器的实验等。
2. 电流表和电压表:电流表和电压表是测量电路中电流和电压的重要仪器。
在进行电学实验时,需要时刻监测电路中的电流和电压,以确保实验的准确性和安全性。
3. 电阻箱:电阻箱是用来调节电路中电阻大小的器材,能够帮助学生深入理解电阻对电路的影响。
在电阻实验中,电阻箱是不可或缺的实验器材。
4. 万用表:万用表是电气量测量中非常实用的仪器,可以测量电阻、电流、电压等多种电气量。
在进行电学实验时,万用表的使用频率非常高。
5. 实验台:实验台是进行物理实验的基本设备,为学生提供了一个安全、稳定的操作平台。
电路的选择在进行电学实验时,合适的电路选择对于实验的顺利进行和学生的实践操作至关重要。
1. 并联电路和串联电路:并联电路和串联电路是最基本的电路类型,在进行电学实验时,学生需要通过实验验证并理解它们的特性和原理。
2. 三极管放大电路:三极管放大电路是高中电学实验中一个非常重要的实验内容,通过搭建三极管放大电路,学生可以深入理解三极管的工作原理和放大特性。
3. 变压器实验:变压器实验是学习交流电路的一个重要内容,在实验中,学生可以通过搭建变压器实验电路,了解变压器的工作原理和性能。
4. 电容器充放电实验:电容器充放电实验是学生了解电容器特性的重要实验内容,通过搭建电容器充放电电路,学生可以观察电容器的充电和放电过程,加深对电容器特性的理解。
高中物理电学部分的实验器材和电路选择探索在高中物理教学中,电学实验是非常重要的一部分,通过实验学生可以更好地理解电学知识,掌握基本的电路原理和实验技能。
对于很多学校和教师来说,选择适合的实验器材和电路设计并不是一件容易的事情。
本文将探索一些适合高中物理电学部分的实验器材和电路选择,帮助教师更好地进行教学实践。
一、实验器材选择1. 示波器示波器是电学实验中必不可少的仪器之一,它可以显示电压信号随时间的变化情况,帮助学生直观地了解电路中电压的变化规律。
在进行交流电路、振动电路等实验时,示波器是非常重要的一种仪器。
2. 万用表万用表是用来测量电路中电压、电流和电阻等物理量的仪器,它的使用非常广泛。
在实验中,学生可以通过万用表测量各种电路元件的电压和电流数值,加深对电路中电学量的理解。
3. 电源电源是提供电路工作所需的电能的设备,它在电学实验中起着至关重要的作用。
在实验中,可以使用可调电压电源、干电池、电池组等不同类型的电源,通过调节电压和电流,搭建不同类型的电路实验。
4. 电阻箱电阻箱是用来提供不同大小的电阻值的器件,它可以帮助学生在实验中进行电阻的测量和调节。
通过调节电阻箱的阻值,可以改变电路中的电流和电压,进行不同类型的电路实验。
5. 探头和导线在搭建电路实验时,需要使用探头和导线连接各种元件,进行电路的连接和测量。
二、电路选择探索1. 直流电路实验直流电路实验是电学实验中的基础实验,学生需要通过实验搭建、测量和分析不同类型的直流电路。
比如串联电路、并联电路、电阻、电压和电流的测量实验等,让学生深入理解直流电路的基本原理和规律。
振动电路实验是电学实验中的一种重要实验,学生可以通过实验学习振动电路的基本原理和特性。
比如简谐振动电路、RLC电路的振动实验,让学生了解振动电路的频率、振幅、相位等重要参数。
高考物理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人手:首先保证流过电流表的.根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表. 1务必使指针有较大偏转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。
2/3左右),以减少测读的误差.(一般取满偏刻度的.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 2使电流电压有很大变化的,对高阻值的变阻器,如果滑动头稍有移动,电流不超过它额定值.不宜采用..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 3 恰当的选择.之问,需进一步测定其阻值,现有下列器50Ω,其阻值大约在40Ω至有一电阻【例1】R20Ω;电流表,内阻0至10V材:电池组,电动势为9V,内阻忽略不计;电压表V,量程为4Ω;滑动变,内阻约至300mA20Ω;电流表A2,量程为0,内阻约A1,量程为0至50mA1700Ω,0至1A;滑动变阻器R2,阻值范围为阻器R1,阻值范围为0至100Ω,额定电流,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、额定电流0.3A 滑动变阻器._________电流表和__________电压.在实验中应选,则A1【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,则A2A1的量程,及假设选电流表,超过了原安全性,故应选电流表A2这一选择遵循了A2,未超出的量程,则.,电路中的最小电流约为对滑动变阻器的选择。
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。
(5)注意流过滑动变阻器的最小电流不超过它额定值【1.利用最大电流电压(有时是待测电阻的额定电流电压)推出电流表和电压表;2.利用最小电流推出滑动变阻器的最大电阻,使得滑动变阻器的电阻大于这个值;3.滑动变阻器的阻值与电阻的差距不大时,假设在限流中,求出最小电流,看是否大于额定电流,是,则用分压,另外,还可以在限流中求出滑动变阻器的最小滑到的电阻,以及其电压变化范围】④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.总结:对器材的选择的一般步骤是: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,(因为电压电流表在分压阻头上,如果使滑动变阻器最小则会引发短路,)】,使电阻最小;④考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。
(按电源—电压表—电流表—变阻器顺序依次选择)A.误差尽可能小。
B.实现较大范围的灵敏调节。
C.在大功率装置(电路)中尽可能节省能量;在小功率电路里,在不超过用电器额定值的前提下,适当提高电流、电压值,以提高测试的准确度。
电路的选择滑动变阻器的限流和分压※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。
※①在滑动变阻器作限流作用时,为使负载R P既能得到较宽的电流调节范围,又能使电流变化均匀,选择变阻器时,应使其总电阻,R0大于R P,一般在2—5倍为好。
※②在滑动变阻器作为分压作用时,一般取滑动变阻器的总电阻,R0小于R P,一般R0在0.1R P ─0.5R P之间为好。
※③滑动变阻器分压与限流接法的选择:滑动变阻器常被用来改变电路的电压和电流,根据连接方法的不同,可分为分压接法和限流接法.分压法是把整个变阻器的所有阻值接入电路,再从滑片在变阻器的一个端点上引出部分电压向外供电.限流法是变阻器的部分阻值串入电路,通过改变有效阻值来改变整个电路的电流.通常变阻器应选用限流接法,但在下列三种情况下,必须选择分压连接方式.(1)若采用限流电路,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时,必须选用分压电路. (2)当滑动变阻器全值电阻远小于用电器电阻,且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时,必须选用分压电路.(3)要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化时须选用分压电路.安培表内、外接电路的选择由于电压表的分流作用和电流表的分压作用,造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差,为减小此系统误差,应慎重选择电流表的内外接法,选择方法如下:1.直接比较法当待测电阻阻值R P<<R V时,伏特表分流很小,选择安培表外接电路;当待测电阻阻值R P>>R A时,安培表分压很小,选择安培表内接电路。
2.临界值计算比较法当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时,如何确定被测电阻R是较大还是较小呢对误差,可用相比较3.测试判断法(试触法)若RP、RA、RV的大小关系事先没有给定,可借助试触法确定内、外接法。
具体做法是:如图6所示组成电路,其中电流表事先已经接好,拿电压表的一个接线柱去分别试触M、N 两点,观察先后两次试触时两电表的示数变化情况。
如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即),说明接M点时电压表分流作用引起的误差大于接N点时电流表分压作用引起的误差,这时应采用内接法(即电压表接N点)。
如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即),说明接N点时电流表分压作用引起的误差大于接M点时电压表分流作用引起的误差,这时应采用外接法(即电压表接M 点)。
例题选择恰当的电路连接:例1:图7为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材实物图,器材规格如下:(1)待测电阻RP(约100Ω)(2)直流电源(输出电压4V,内阻可不计)(3)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω)(4)直流电压表(量程0~3V,内阻5KΩ)(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)(6)电键一个,导线若干条根据器材的规格和实验要求,在实物图上连线。
并用“↓”标出在闭合电键前,变阻器的滑动触点应处的正确位置。
【审题】本题不要求选择仪器,只是对已有的仪器进行电路的选择合成,从一定程度上降低了难度,由已知条件,待测电阻与电压表阻值相差较多,滑动变阻器阻值相对较小。
【解析】因滑动变阻器阻值小于待测电阻RP的阻值,所以滑动变阻器应选用分压接法;待测电阻与电表相比,RP的阻值和电压表的阻值相差较多,所以应选用安培表外接电路,实物连接如图8所示。
滑动变阻器分压接法时,在闭合电键前,变阻器的滑动触点应置于使负载电压为零处,如图箭头所示。
【总结】(1)设计测量电阻的电路必须考虑两个方面,首先要确定滑动变阻器是分压电路还是限流电路,再考虑是安培表外接电路还是安培表内接电路。
(2)连接实物图时,应该先干路,再支路。
滑动变阻器分压接法是要注意电键能控制全电路电流,即断开电键后,电路中无电学仪器仍处于通电状态,电键对支路不起作用是滑动变阻器分压接法时经常出现的错误。
电流表电压表的选择(用最大电流电压来选择),以及电路的连接例2:某电压表的内阻在20~50KΩ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1kΩ),电源E(电源电压为4V),开关S。
(1)所提供的电流表中应选用(填字母代号)。
(2)为了尽量减小误差,要求多测几组数据,试在图10-9方框中画出符合要求的实验电路(其中电源和开关及连线已画出)。
【审题】测量电压表的内阻,从已知条件看,需测量通过电压表的电流,因此,需估算通过电压表的最大电流来判断所用电流表的量程。
同时,滑动变阻器的全阻值远小于电压表内阻,控制电路应采用分压接法。
【解析】电压表的示数等于通过电压表的电流与本身内阻的乘积,估算电路中的最大电流为【总结】对于电表的选择,必须先根据已知条件估算电路中的最大电压或电流值,以此确定选用略大于且量程最小的电表。
即是最小电流必须小于额定电流,可以用限流。
12中E为电源,R0为一限流电阻,R为一可变电阻,S为电键,限流电阻能够限制电路中的最大电流,使之不超出电流表的量程过多,从而对电流表起保护作用。
实验中已有的器材及其规格如下:蓄电池E(电动势6v,内阻约为0.3Ω),改装电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)标准电流表A2(量程0~0.6A~3A,内阻不超过0.04Ω)实验中备有的电阻器规格如下:A.固定电阻(阻值8Ω,额定电流2A)B.固定电阻(阻值15Ω,额定电流2A)C.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流2A)D.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω,额定电流2A)已知两个表的刻度盘上都将量程均匀分为6大格,要求从0.1A起对每条刻线一一进行核对,为此,从备用的电阻器中,R0应选用,R应选用。
(用字母代号填写)【审题】本题中给出了固定限流电阻的选择,首先要明确其作用,实验要求电流范围在0.1~0.6A之间,即电路中仅有限流电阻时的电流要略大于0.6A,同时要配合滑动变阻器,保证电路中的最小电流不超过0.1A。
【解析】已知改装表量程为0~0.6A,要求从0.1A起对每条刻线进行核对,所以,电路中最大电流不能小于0.6A,最小电流不能大于0.1A。
电源电动势为6v,根据欧姆定律,电路中最小总电阻不能大于10Ω,电路中除固定电阻和滑动变阻器外,其它电阻总阻值等于0.44Ω,所以固定电阻R0应选用A(8Ω);又因最大总电阻不能小于60Ω,滑动变阻器应选用D(200Ω)。
(用最大电流推出限流电阻,用最小电流推出滑动变阻器的最大电阻。
)【总结】(1)要正确理解限流电阻的限流作用—-使电路中的电流不超过电流表的量程过多,应理解为:在保证电流表能达到满量程的条件下,通过电流表的电流不过大。
所以限流电阻的阻值不能太大以至于会使电流表达不到满偏时的阻值。
(2)注意区分限流电阻与滑动变阻器的作用,限流电阻的作用是使电路中的电流不要过小(不小于0.6A),而滑动变阻器的作用是使电路中的电流要达到足够小(不大于0.1A)。
电流表和电压表的选择,电路的连接选择(用计算的方法来选择限流,还是分压):例4:用伏安法测量某一电阻R P的阻值,现有实验器材如下:A、待测电阻R P(阻值大约为5Ω,额定功率为1W)B、电流表A1(0~0.6A,内阻0.2Ω)C、电流表A2(0~3A,内阻0.05Ω)D、电压表V1(0~3V,内阻3KΩ)E、电压表V2(0~15V,内阻15KΩ)F、滑动变阻器R0(0~50Ω)G、蓄电池(电动势为6V)H、电键、导线为了较准确测量R P的阻值,保证器材的安全,以便操作方便,电压表、电流表应选择________,并画出实验电路图。