高一物理伏安法实验电路的选择与连接.ppt

伏安法实验电路的设计专题,平南县实验中学陈文芳,伏安法实验电路：即利用供电电路和伏安法测量电路组成的电路，如描绘小灯泡的伏安特性曲线、测量金属的电阻率、测定电池的电动势和内阻等电路。,一、进行实验设计的总体原则（1）精确性：在实验误差允许的范围内，应尽可能选择误差教小的方案。（2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，不会对器材造成损害，且成功率高。（3）可操作性：实验应便于操作和读数，便于进行数据处理。,二、实验设计的基本思路实验设计的关键在于实验原理的设计，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤，而实验原理的设计又往往依赖于所提供的实验器材（条件）和实验要求，它们相辅相成，互为条件。,三、电学实验的器材选择和电路设计,（1）电表的选择：为了减小电表读数引起的偶然误差，选择电表时应先估算待测电流或电压的最大值，同时要考虑电表间、电表与电源间的配置是否合理，测量时各电表的最大偏转量都应接近量程（不少于三分之一）。,（2）电流表内接或外接的选择：测大用内，测小用外（判断待测电阻大小的三种方法）,阻值比较法：当时，为大电阻，当为小电阻；试触法：分别使用一次内接和外接法，若V示数变化显著，采用外接法；而若A示数变化显著，则采取内接法；,（3）分压、限流电路的选择：,限流式电路简单且耗能少，应优先考虑限流式电路，但只有被测电阻小于滑动变阻器总电阻或相差不多（测量范围可满足要求），且电压变化不要求从零调起时才可用。,在下面三种情况下必须选择分压式电路：a、要求电压从零开始变化；B、变阻器的总阻值小于被测电阻的阻值，且要求测量范围较大；c、若采用限流电路，电路中的最小电流仍超过电路能承受的最大电流（可简记：零起分压、滑小分压、滑大分流，但烧表分压）,例：,用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx：（阻值约为25K）电流表A1：（量程100A，内阻2K）电流表A2：（量程500A，内阻300）电压表V1：（量程10V，内阻100K）电压表V2：（量程50V，内阻500K）电源E：（电动势15V，允许最大电流1A）滑动变阻器R：（最大阻值1K）为尽量减小误差，要求测多组数据。（1）电流表应选，电压表应选；（2）画出实验电路图。解析：,解：（1）从减小电表读数引起的偶然误差角度考虑，两电表及电表与电源间配置要合理。注意到电源电动势远小于电压表V2的量程，而跟电压表V1的的量程较接近，若选用电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程的1/3，读数时偶然误差太大，所以选用V1较恰当；而此时通过电流表的最大电流Im=Um/Rx=10/(2.5X104)A=400A，因此，电流表A2与V1配置较好。,（2）电路的选择主要从滑动变阻器对电路的控制和调节的角度考虑，若采用限流电路控制，注意到测量部分电路总电阻约为20K，远大于变阻器的总电阻（1K），要保证电表的安全，变阻器分得的电压至少为5V，阻值应调到10K，显然，限流不能起到保证电表安全的作用，更不能进行有效调节，所以，只能采用分压电路控制。,由于RX为大电阻，所以用电流表内接法。实验电路如图所示：,S,例:,用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（9001000）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1750；电压表V2，量程为5V，内阻r22500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。解:,解析：由于没有电流表，所以两电压表中，一个与待测电路串联，用于测量流过的Rx电流；另一个与被测电阻并联，用于测量Rx两端的电压。又由于Rx的值比滑线变阻器R的值大很多，由前面分析测量电路中应串联一电压表。而电压