怎样进行电学实验设计
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电学实验
1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，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”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。
⑴正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。
⑵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。
⑶方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。
⑷精确性：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。
2．电学实验仪器的选择：
⑴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（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。
⑵根据电路中可能出现的电流或电压范围选择滑动变阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。
⑶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。
3．测量电路的选择
⑴电流表的内、外接问题：（甲）所示电路为电流表外接电路（简称外接法）；（乙）所示电路为电流表内接电路（简称内接法）。
两种接法的选择可按下列方法进行：
方法一：设电流表、电压表内阻分别为A R 、V R ，被测电阻为x R ，则
当x R <
V A R R 时，电压表分流作用小，应选用外接法 当x R >
V A R R 时，电流表分压作用小，应选用内接法 当x R =V A R R 时，电流表分压作用和电压表分流作用相差不大，两种方法均可。
方法二：在V R 、A R 均不知的情况下，可采用试触法。
如图所示，分别将a 端与b 、c 接触，如
果前后两次电流表示数比电压表示数变化明显，说明电压表分流作用大，应采用内接法；如果前后两次电压表示数比电流表示数变化明显，说明电流表分压作用大，应采用外接法。
a b c
⑵滑动变阻器的分压、限流接法：
为了改变测量电路（待测电阻）两端
的电压（或通过测量电路的电流），常使滑
动变阻器与电源连接作为控制电路，滑动
变阻器在电路中主要有两种连接方式：如
图（甲）为滑动变阻器的限流式接法，X R 为待测电阻。
它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联。
对待测电阻供电电压的最大调节范围是：E R R ER X X
~ (X R 是待测电阻，R 是滑动变阻器的总电阻，不计电源内阻)。
如图（乙）是
滑动变阻器的分压式接法。
接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而被测电路与滑动变阻器的一部分电阻并联，该接法对待测电阻供电电压的调节范围是：E ~0（不计电源内阻时）。
选取接法的原则：
①要求负载上电压或电流变化范围大，或从零开始连续可调，须用分压式接法。
②实验要求或提示用图像法分析实验数据，则须用分压式接法。
③负载电阻R x 远大于滑动变阻器总电阻R 时，须用分压式接法，此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。
④采用限流电路时，电路中的最小电流（电压）仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流（电压）时，应采用变阻器的分压式接法。
⑤负载电阻的阻值R x 小于滑动变阻器的总电阻R 或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。
⑥两种电路均可使用时应优先用限流式接法，因为限流电路结构简单，总功率较小。
滑动变阻器的粗调和微调作用：
①在限流电路中，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。
②在分压电路中，全电阻较小的变阻器起粗调作用，全电阻较大的变阻器起微调作用。
4．实物图的连接：实物图连线应掌握基本方法和注意事项。
⑴注意事项：
①连接电表应注意量程选用正确，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对于滑动变阻器的连接，要搞清楚接入电路的是哪一部分电阻，在接线时要特别注意不能将线接到滑动触头上。
⑵基本方法：
①画出实验电路图。
②分析各元件连接方式，明确电流表与电压表的量程。
③画线连接各元件。
(用铅笔画线，以便改错)连线方式应是单线连接，连线顺序应先画串联电路，再画并联电路。
一般先从电源正极开始，到电键，再到滑动变阻器等。
按顺序以单线连接方式将干路中要串联的元件依次串联起来；然后连接支路将要并联的元件再并联到电路中去。
连接完毕，应进行检查，检查电路也应按照连线的方法和顺序。
甲 乙。
