如何选择电学仪器和实验电路

1、如何选择电学仪器和实验电路 正确地选择仪器和电路的问题，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：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。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。操作性原则：实验时需考虑调节方便，便

2、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。根据教学大纲及高考考核的要求，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（一般取满偏的1/3-2/3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

3、很大变化的，不直采用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做出恰当的选择 对器材的选择的一般步骤是：找出唯一性的器材；草画电路图（暂不把电表接入）；估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。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。在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX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RX，一般在25倍为好。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在0.1

4、RX0.5RX之间为好。例1 有一电阻R ，其阻值大约在40 至50 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，量程为0至10，内阻20；电流表A1，量程为0至50，内阻约20；电流表A2，量程为0至300m，内阻约4；滑动变阻器R1，阻值范围为0至100，额定电流1A；滑动变阻器R2，阻值范围为0至1700，额定电流0.，开关及导线若干实验电路图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压厦在实验中应选 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A1，则，Im0.14A超过了 A1的量程，及假设选电流表 A2，则Im0

5、.18A，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。假没选R1，电路中的最小电流约为 Imin0.06A， 故电路中的电流强度范围为0.06A0.18A又假设选R2，电路中的最小电流约为 Imin0.06A故电路中的电流强度范围为0.005A - 0.18A，因为电流表A2。的量程为0.3，电流强度为0.06时，仅为电流表A2。量程的1/5，如果移动滑动变阻器阻值再增大，其电流表的示数将更小，读数误差会更大，因此对于 R2而言，有效的调节长度太小，将导致电流强度值随滑动片位置的变化太敏感调节不方便，故应选滑动受阻器R1，这一选择就遵循了方便性原则 例2：

6、欲用伏安法测定一个阻值约12欧的电阻，要求测量结果尽量准确，下列器材中应选用的是_，画出应采用的电路图。A、电池组（6伏，内阻很小）B、电流表（03安，内阻0.0125欧）C、电流表（00.6安，内阻0.125欧）D、电压表（03伏，内阻3千欧）E、电压表（06伏，内阻6千欧）F、滑动变阻器（020欧，1安）G、滑动变阻器（0200欧，0.3安）H、电键、导线分析与解答找出唯一性器材：被测电阻、电池组A、电键和导线H；草画电路图；估算最大值：当滑动变阻器的使用阻值为零时，电路中电流最大Im=/RX6/12=0.5安；因此选用C和E都可同时使电流表和电压表指针半偏以上。变阻器选F（若选G则因额定

7、电流小而容易烧毁，且不方便调节）把电表接入时，用电流表外接法。此题中变阻器也可采用分压作用。二、实验电路（电流表内外接法）的选择 电压表和电流表连入电路可以有两种方法：一种是如图甲所示的电路叫做电流表外接电路（简你“外接法”）；一种是如图2乙所示电路叫做电流表内接电路（简称“内接法”）由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将会引起误差外接法的测量误差是由于电压表的分流作用而产生，由并联电路中电流分配与电阻成反比可知当 RVR时，电压表的分流作用可忽略不计，此时IIR,R测R，可见对于小电阻的测量宜采用外接法电路内按法产生的误差是电流表的分压作用，由串联电路的电压分配与电阻成

8、正比可知，当RAR即RV/R1时应采用“外接法”较准确；当被测电阻与电流表的内阻相比满足 RAR即RA/RRA/R即R时，电流表的分压作用较电压表的分流作用明显，应采用外接电路，当RV/RRA/R即RR时，调节 R0的大小可使通过被测电阻的电流有明显变化，但当R0R（或两者相差不多）的情况下，改变变阻器的触头的位置才会使电阻上的电流有明显变化，从而起到对电阻上的电流的控制作用但对于图乙中，不管电阻的大小如何，调节滑动变阻器触头位置都可以使通过被测电阻的电流由变到 ，通过被测电阻的电流有明显变化；（）从电能损耗方面分析图4甲比图4乙要小，且图甲具有电源负担轻、电路连接简便等优点 综合上述，可得到

9、如下结论：（1）若需要被测电阻R两端电压变化范围较大，或需要从零开始连读可调电压，应选图4乙的分压电路；（2）若采用限流电路时，如果电路中最小电流大于或等于被测电阻的额定电流，必须采用分压电路；（3）当R0R时（或两者相差不多），虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制或两种电路都满足实验要求时但图甲的限流电路具有节省电能、电源负担轻、电路连接简便等优点，应选图4甲的限流电路较好 例如在例3中，电路若采用限流电路，电路中的最小电流为 ,Imin等于小灯泡额定电流，滑动变阻器无法对电流进行调节，故必须采用分压电路，如图所示 所以，我们在选择电学实验仪器和实验电路时，应先依据题意确定电流表、

10、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流表的内外接法，再选择控制电路并画出实验电路图 练习：1、用伏安法较准确测量一个阻值约50欧的定值电阻，器材规格如下：A、电池组（6伏，内阻很小）B、电流表（050毫安，内阻20欧）C、电压表（03伏，内阻5千欧）D、滑动变阻器（010欧，1安）E、电键一个，导线若干条2、某电压表的内阻在20k50k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测量电压表V（量程3V） 电流表A1（量程200A）电流表A2（量程5mA） 电流表A3（量程06A）滑动变阻器R（最大阻值1k） 电源（电动势4V）电键K（1）所提供的电流表中，应选用_（填写字母代号）。（2

11、）为了尽量减小误差，要求测多组数据，试在图中方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。3、有一个小灯泡上标有“6V0.1A”字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线(即图象)，有下列器材供选用：A电压表(0-5V，内阻2k)B电压表(0-10V，内阻3.0K)C电流表(0-0.3A，内阻2.0)D电流表(0-0.6A，内阻1.5)E滑动变阻器(30，2A)F滑动变阻器(100，0.5A)G学生电源(直流9V)，还有开关、导线等。(1)实验中所用的电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(2)画出实验电路图，要求电压从0V开始测量。4、 有一电阻，其阻值在100200之间，

12、额定功率为25W，现用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：毫安表(量程50mA，内阻20)，安培表(量程3A，内阻0.01)，伏特表(量程5V，内阻10k)，滑动变阻器(阻值20、2A)，输出12V的低压直流电源，以及电键，和若干导线。为了保护电阻，被测电阻两端电压应控制在 V以下。应选用量程为 的电流表；为得到较准确的实验结果，应选用图中的 5、用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为：待测电阻RX（约100）直流毫安表（量程0-10mA，内阻50）直流电压表（量程0-3V，内阻5k）直流电源（输出电压3V，内阻可不计）滑动变阻器（0-15，允许最大电流1A）电键一

13、只，导线若干。U/VI/mA1.0 2.0 3.01.51.00.5O 根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔画线当导线连接成实验电路。mA 6、在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20k，电流表的内阻约为10，滑动变阻器的最大阻值为20，选用能够尽量减小系统误差的电路进行实验，所测得的各组数据已用实心点标在了右图的坐标纸上。根据各点表示的数据描出该电阻的伏安特性图线，并由此图线得出该电阻的阻值为RX=_（保留2位有效数字）。在方框中画出实验电路图。将实物连接成实验电路。mA7、有一只电阻RX，其阻值大约在40-50之间，需要进一步测定其阻值。现有的器

14、材有：mARXEKRmARXEKRVV图1 图2电池组E（电动势9V，内阻约0.5）伏特表V（量程0-10V，内阻约20k）毫安表A1（量程0-50mA，内阻约20）毫安表A2（量程0-300mA，内阻约4）滑动变阻器R1（0-100，额定电流1A）滑动变阻器R2（0-1700，额定电流0.3A）电键一只，导线若干。有两种可供选择的电路如图1和图2所示。实验中要求多测几组电流、电压值。 为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图_所示的电路；应选代号为_的毫安表和代号为_的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏_。

15、 若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_所示的电路进行测量。8、用伏安法测量某电阻的阻值，现有实验器材如下：待测电阻RX（阻值大约为5， 额定功率为1）；电流表A1(量程.，内阻0.2 )；电流表 A2（量程03A，内阻0.05）；电压表V1（量程03V，电阻3k）；电压表V（量程015V，内阻15k）；滑动变阻器R（050），蓄电池（电动势为6V）开关、导线。 为了较准确测量RX阻值，保证器材的安全，以及操作方便，电流表、电压表应选择 ，并画出实验电路图。9、要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势和内阻r（约几欧），提供下列器材：电压表V（量程3V，内阻1k）、电压表V2（量程15V，内阻2k）、电阻箱（09999）、电键、导线若干。某同学用量程为15 V的电压表连接成如图所示的电路，实验步骤如下：（l）合上电键S，将电阻箱R阻值调到R110，读得电压表的读数为U1（2）将电阻箱R阻值调到R220，读得电压表的读数为U2，由方程组U1U1r/R1、