实验电路和电学仪器的选择一.电路的选择 安培表内、外接电路的选择 当待测电阻阻值Rx>RA, 安培表分压很小时,选择安培表内接电路当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时, 可根据:RA RV> Rx2 时,采用电流表外接法; 当RA RV< Rx2 时,采用电流表内接法来确定口诀: “内大外小”,即内接法适合测大电阻误差偏大,外接法适合测小电阻测量结果也 偏小RXVA RXAV内接法外接法二、滑动变阻器限流电路与分压电路的选择:① 当负载电压要求从零开始调节,采用分压电 路 ②当滑动变阻器阻值小于负载电阻时,一般采用 分压电路;当滑动变阻器阻值大于负载电阻时, 一般采用限流电路 ③当电源电动势较大、滑动变阻器阻值较小, 不能满足限流要求时,采用分压电路 ××分压接法 限流接法三.电路实验器材和量程的选择,应考虑以下 几点 1.电路工作的安全性,即不会出现电表和其它 实验器材因过载毁坏现象 2.能否满足实验要求 (常常要考虑便于多次测量求平均值) 3.选择器材的一般思路是:首先确定实验条件 然后按电源—电压表—电流表—变阻器顺序依 次选择 按电源 电压表 电流 表 变阻器顺序依次选择 。
按电源 电压表 电流表变阻器顺序依次选择①电源的选择: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)②电表的选择:在不超过电表量程的条件下, 选择量程较小的电表(以便测量时示数能在满 刻度的2/3左右)例1【上海】15.(4分)在测定一节干电池(电 动势约为1.5V,内阻约为2Ω)的电动势和内阻的 实验中,变阻器和电压表各有两个供选: A电压表量程为15V, B电压表量程为3V, C 变阻器为(20Ω,3A), D 变阻器为(500Ω,0.2A) 电压表应该选________(填A或B), 这是因为______________________________ 变阻器应该选________(填C或D), 这是因为______________________________ 答:B,因为A量程过大,实验时指针的偏 转角度不超过电表满偏的1/3,测量误差大;C,因为D电流过小并且调节不方便应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原 则综合考虑,灵活择取.例2、图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Rx(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Rx图15-35Rx例、用伏安法测金属电阻Rx(约为5 Ω)的值,已知 电流表内阻为1 Ω,量程为0.6 A,电压表内阻为几kΩ, 量程为3 V,电源电动势为9 V,滑动变阻器的阻值为 0~6Ω,额定电流为5 A,试画出测量Rx的原理图.例3、用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器 材如下: 待测电阻Rx(阻值约5Ω,额定功率为1 W) 电流表A1(量程0~0.6 A,内阻0.2Ω) 电流表A2(量程0~3 A,内阻0.05Ω) 电压表V1(量程0~3 V,内阻3 kΩ) 电压表V2(量程0~15 V,内阻15 kΩ) 滑动变阻器R0(0~50 Ω) 蓄电池(电动势为6 V)、开关、导线. 为了较准确测量Rx阻值, 电压表、电流表应选________,并画出实验电路 图.电流表应选A1,电压表应选V1.图12-2例4、将量程为100μA的电流表改装成量程为1 mA 的电流表,并用一标准电流表与改装后的电流表串 联,对它进行校准.校准时要求通过电流表的电流 能从零连续调到1 mA,试按实验要求画出电路图.例5:要用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻, 要求测量结果尽量准确,现备有以下器材: A 电池组(3v,内阻1Ω) 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(0~15v,内阻15KΩ) F 滑动变阻器(0~20Ω。
额定电流1A) G 滑动变阻器(0~2000Ω,规定电流0.3A) H 开关、导线 1上述器材中应选用的是______ 2 实验电路应采用电流表________接法 3 画出实验电路原理图Av1、 ACDFH 2、 外 RX例6:在实验室中测量电源的电动势和内电阻,可以 提供的器材有:: A 待测电源:电动势E(约3v)、内电阻r(约1Ω) B 电压表v:量程15v,内电阻rv=30kΩ C 电流表A1:量程0.6A,内阻r1=0.5Ω D 电流表A2:量程1mA,内阻r2=200Ω E 滑动变阻器R1:阻值0~200Ω,额定电流1.5A F滑动变阻器R2:阻值0~20Ω,额定电流1.5A G 电阻箱R3:9999Ω 以及开关、导线、坐标纸等 为了尽可能地准确地测定待测电池的电动势和内电阻: 1、实验所用器材除了待测电池和导线,开关、坐标 纸等,还需要选择的器材有: 2、画出测量所用的电路图R3CDFGR2A2A1例7:在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验 中,若使用“6v,3w”的小灯泡,其他器材有: A 电压表v(0~6v,20kΩ) B 电流表A1(0~3A,0.2Ω) C 电流表A2(0~0.6A,1Ω) D 滑动变阻器R1(0~1kΩ,0.5A) E 滑动变阻器R2 (0~20Ω,2A) F 学生电源(6~8v) G 开关、导线 实验中要求电压表电压在0~6v内变化,并记 录12组不同电压和对应的电流,则 电流表应选用____; 滑动变阻器应选_____; 画出实验电路图。
CEA×v例8:为了测定电流表A1的内阻,采用如图1所示的 电路其中: A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω; A2是标准电流表,量程是200μA; R1是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω; R2是滑动变阻器; R3是保护电阻; E是电池组, 电动势为4V,内阻不计; S1是单刀单掷开关, S2是单刀双掷开关A1 A2R1R3R2PES1S2ab连接好电路,将开关S2扳到接点 a处,接通开关S1,调整滑动变阻 器R2使电流表A2的读数是150μA; 然后将开关S2板到接点b处,保持 R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读 数仍为150μA若此时电阻箱各旋 钮的位置如图3所示,电阻箱R1的 阻值是____Ω,则待测电流表A1的 内阻Rg= _______Ω根据电路图1,请在图2中画出 连线,将器材连接成实验电路 上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位 置,都要保证两块电流表的安全在下面提供出来的 四个电阻中,保护电阻R3应选用:___(填写阻值相 应的字母)A. 200KΩ B. 20KΩ C. 15KΩ D. 20ΩA1 A2R1R3R2PES1S2abA1量程为300μA A2量程是200μA E是电池组,电动势为4V.B下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用 。
既要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变 阻器________(填写阻值相应的字母)是最佳选 择 A.1kΩ B. 5 kΩ C.10 kΩ D.25 kΩ A1 A2R1R3R2PES1S2abA1量程为300μA A2量程是200μA E是电池组,电动势为4V.C1.下列四种情况必须选用分压式接法 (1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开 始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对 改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须 采用分压接法. (2)当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值 R0,且实验要求的电压变化范围较大 (或要求测量多组数据)时,必须采用分压接法. (3)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流) 的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法. (4)若采用限流接法,电路中实际电压(或电流) 的最小值仍超过电流表(或电压表)的量程时, 只能采用分压接法.2.下列情况可选用限流式接法 (1)测量时电路电流或电压没有要求从零开始 连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近 或RL略小于R0,采用限流式接法. (2)电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流 太小,不能满足分压式接法的要求时, 采用限流式接法 (3)没有很高的要求,仅从安全性和精确性角 度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能 因素采用限流式接法.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来 测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有 尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材(代号)规规 格电电流表(A1) 电电流表(A2) 电压电压 表(V) 电电阻(R1) 滑动变动变 阻器(R2 ) 电电池(E) 电键电键 及导线导线 若 干 量程10mA ,内阻r1约约40Ω 量程500μA ,内阻r2=750Ω 量程10V ,内阻r3=10 kΩ 阻值约值约 100Ω,作保护电护电 阻用 总总阻值约值约 50Ω 电动势电动势 1.5V,内阻很小 R1R2A2A1E K5、半偏法 是比较法的一种特例abS1S2E R2PR1R3A1VR’R。