电学实验基础

1、电学实验基础一、一、电学实验仪器的使用常规电学实验仪器的使用常规二、二、电表的使用电表的使用电流和电压的测量电流和电压的测量 1 1. . 清楚仪器的量程清楚仪器的量程 2 2清楚仪器的最小分度清楚仪器的最小分度 3 3清楚仪器的读数方法清楚仪器的读数方法 三三、滑动变阻器的使用、滑动变阻器的使用 两种电路比较两种电路比较 例例1 1 特殊接法特殊接法四、四、 电阻箱的使用电阻箱的使用五、五、 欧姆表的使用欧姆表的使用六、六、选择器材和电路的一般原则选择器材和电路的一般原则 例例2 2 例例3 3 1 1电压表、电流表的选择电压表、电流表的选择 2 2滑动变阻器的选择滑动变阻器的选择 3 3安

2、培表内接法和外接法的选择安培表内接法和外接法的选择 4.4.分压电路和限流电路的选择分压电路和限流电路的选择一、电学实验仪器的使用常规一、电学实验仪器的使用常规在中学电学实验中，常用的测量仪器是电压表、电流在中学电学实验中，常用的测量仪器是电压表、电流表、灵敏电流计、多用表等表、灵敏电流计、多用表等使用它们时一般要先做到：使用它们时一般要先做到：B.B.清楚仪器的最小分度，清楚仪器的最小分度，C.C.清楚仪器的读数方法，清楚仪器的读数方法，D.D.检查并调整机械零点检查并调整机械零点E. E. 对欧姆表要检查并调整机械零点、欧姆调零对欧姆表要检查并调整机械零点、欧姆调零A.A.清楚仪器的量程，

3、正负接线柱、了解电表的内阻清楚仪器的量程，正负接线柱、了解电表的内阻返返回回二、电表的使用二、电表的使用电流和电压的测量电流和电压的测量 电流表电流表是由灵敏电流计并联一个是由灵敏电流计并联一个小小的分流电阻的分流电阻而成，因此内电阻而成，因此内电阻很小很小。理想电流表内电阻为零。理想电流表内电阻为零。 电流表电流表要要串联串联在电路中。在电路中。返回返回 电压表电压表是由灵敏电流计串联一个是由灵敏电流计串联一个大大的的分压分压电阻而成，电阻而成，因此内电阻因此内电阻很大很大。理想电压表内电阻为无穷大。理想电压表内电阻为无穷大。 电压表电压表要要并联并联在电路两端。在电路两端。 正的流入正的流

4、入, 负的流出负的流出1.1.清楚仪器的量程清楚仪器的量程2 2清楚仪器的最小分度清楚仪器的最小分度学生用的电流表学生用的电流表0 00.6A0.6A挡的最小分度是挡的最小分度是0.02A0.02A，0 03A3A挡的最小分度是挡的最小分度是0.1A0.1A学生用的电压表学生用的电压表0 03V3V挡的最小分度是挡的最小分度是0.1V0.1V，0 015V15V挡的最小分度是挡的最小分度是0.5V0.5V3 3清楚仪器的读数方法清楚仪器的读数方法 请读出图示电压表、电流表的示数请读出图示电压表、电流表的示数电压表电压表03V挡读数为挡读数为 ， 015V挡读数为挡读数为 ，1.88V9.4V电

5、流表电流表00.6A挡读数为挡读数为 ， 03A挡读数为挡读数为 0.18A0.88A返回返回 2.电表的读数规则电表的读数规则 (1) 最小分度是最小分度是“1”的电表，测量结果估读到的电表，测量结果估读到下一位下一位， 如如:最小刻度是最小刻度是1 mA的电流表，测量结果估读到十的电流表，测量结果估读到十分之几毫安分之几毫安 (2) 最小分度是最小分度是“2”或或“5”的电表，测量误差出现在同的电表，测量误差出现在同一位上，估读到一位上，估读到本位本位(分别按分别按2等分或等分或5等分进行估读估等分进行估读估读读) 如如:学生用的电流表学生用的电流表0.6 A量程，最小分度为量程，最小分度

6、为0.02 A，估读到安培的百分位估读到安培的百分位(在一小格中靠前读前在一小格中靠前读前,靠后读后靠后读后,靠近中间读中间靠近中间读中间),以安培为单位读数时，百分位上的数以安培为单位读数时，百分位上的数字可能为字可能为0、1、29； 学生用的电压表学生用的电压表15 V量程，最小分度为量程，最小分度为0.5 V，测，测量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏特的十分位，量误差出现在伏特的十分位上，只读到伏特的十分位，估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上估读五分之几小格，以伏特为单位读数时，十分位上的数字可能为的数字可能为0、1、29.欧姆表的读数欧姆表的读数122 选档调零测量选档调

7、零测量换档再调零换档再调零测量读数测量读数结束注意结束注意返回返回三三. 电阻箱的使用电阻箱的使用17654328901765432890176543289017654328901765432890176543289011001010000100000100045190 45190 电阻从大往小调电阻从大往小调四、滑动变阻器的使用四、滑动变阻器的使用ABCD限流式接法限流式接法分压式接法分压式接法两种主要连接方式：两种主要连接方式： 两种接法均可起到调压，限流作用，两种接法均可起到调压，限流作用， 实物图如何连接实物图如何连接A BC (D)RXRA BC (D)RXRA BC (D)RXRA

8、 BC (D)RXRRXR分压接法分压接法的优势是：电压变化范围大，的优势是：电压变化范围大，限流接法限流接法的优势在于电路连接简便，附加功率损耗较小的优势在于电路连接简便，附加功率损耗较小返回返回限流电路限流电路分压电路分压电路电压范围电压范围电流范围电流范围UURRRXXXXRURRUXRU00UA BC (D)RXRRXRA BC (D)RXRA BC (D)RXRA BC (D)RXRUU实物图如何连接实物图如何连接 例例1. 某学生想按图示某学生想按图示A 或或B电路，用导线将电路，用导线将6V电电池组，池组，“6V、2A”小灯，小灯，010滑动变阻器和电滑动变阻器和电键连接成一个调

9、光台灯，请你分析这两个电路的台键连接成一个调光台灯，请你分析这两个电路的台灯在使用时的优、缺点。灯在使用时的优、缺点。解答解答：对于电路：对于电路A，小灯，小灯D 的最大电流约为的最大电流约为IA =E/RD，最小电，最小电流流 IA =E /（RD+R），灯不会熄灭，灯的亮度调节范围较小。），灯不会熄灭，灯的亮度调节范围较小。 RDR（B） 对于电路对于电路B，小灯，小灯D 两端的电压可调到两端的电压可调到0，最小电流，最小电流 IB =0，灯的亮度调节范围较大，小灯电流为灯的亮度调节范围较大，小灯电流为0 时，电源输出电流不为时，电源输出电流不为0，正常工作时变阻器要多消耗一部分电能，不经

10、济。正常工作时变阻器要多消耗一部分电能，不经济。返返回回RDR（A） 滑动变阻器在电路中起调节电流电压的滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，作用，为了使电流电压有较明显的变化，在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值 R RR RX X在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值 R R1/2R1/2RX XRXRA BC (D)RXRA BC (D)RXRA BC (D)RXRA BC (D)RXRU五、伏安法测量电路的选择五、伏安法测量电路的选择 1.1.电流表表内接法和外接法电流表表内接法和外接法图

11、图 1 1图图 2 2答案答案乙乙1 000 1 000 限流器电路，限流器电路， 安培表内接法安培表内接法 RXRARXAV 限流器电路限流器电路， 安培表外接法安培表外接法 RXRVRXVA AV 分压器电路分压器电路， 安培表内接法安培表内接法 RXRAAVRX 分压器电路分压器电路， 安培表外接法安培表外接法 RXRVVARX伏安法测电阻电路伏安法测电阻电路返回返回六、选择器材和电路的一般原则1安全性原则安全性原则 不超过电表量程不超过电表量程(一般根据最大值一般根据最大值)2精确性原则精确性原则 尽量减小测量误差尽量减小测量误差 选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、电压表选择量程时

12、，尽量使得在读数时，电流表、电压表指针的偏角至少要指针的偏角至少要1/3偏偏(最好半偏到最好半偏到2/3偏偏)，欧姆表指针，欧姆表指针尽量在表盘的中间附近。尽量在表盘的中间附近。3简便性原则简便性原则 实验中，电表和器材的选择首先要估算电路中电实验中，电表和器材的选择首先要估算电路中电流、电压的调节范围，依据电压、电流的调节范围选流、电压的调节范围，依据电压、电流的调节范围选择电表择电表返返回回例：有一个电阻例：有一个电阻RxRx，其阻值大约是，其阻值大约是25 k25 k ，可供选，可供选择的器材是：择的器材是：1.1. 电流表电流表A1 (0-100A, A1 (0-100A, 约约 2

13、k2 k) )2.2. 电流表电流表A2 (0-500A, A2 (0-500A, 约约 300300) )3.3. 电压表电压表V1 (0-10V, V1 (0-10V, 约约100 k100 k）4.4. 电压表电压表V2 (0-50V, V2 (0-50V, 约约500 K 500 K ）5.5. 直流稳压电源直流稳压电源E E （15V15V，1A1A）6.6. 滑动变阻器滑动变阻器 R (1 R (1 k k, 1W), 1W)7.7. 电键电键K K和若干根导线和若干根导线 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，并

14、将实物图连线。尽可能准确，并画出电路图，并将实物图连线。解：解：1电压表、电流表的选择电压表、电流表的选择 若电压表选若电压表选V V2 2（50V50V），因为电源电压），因为电源电压15V15V不足其不足其量程的量程的1/31/3，所以，所以电压表应选电压表应选V V1 1（10V10V）。由于电阻由于电阻R RX X 中的最大电流为中的最大电流为 I = 15V /25KI = 15V /25K = 0.6mA = 600A = 0.6mA = 600A，RXVA25K15V1K VARX25K15V1K所以所以电流表选电流表选A A2 2（500 A 500 A ）。例例2 2估算电压

15、、电流的最大值3供电电路的选择供电电路的选择2.2.测量电路的选择测量电路的选择 因为因为R RX X2 2R RA AR RV V（大内小外）（大内小外） 所以采用所以采用安培表内接法安培表内接法例例2 2 因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的因待测电阻值是滑动变阻器总阻值的25倍，所以限流变阻倍，所以限流变阻器对电流、电压的的调节作用很小这里我们应该选用调节作器对电流、电压的的调节作用很小这里我们应该选用调节作用范围大的分压电路用范围大的分压电路滑小必分滑小必分根据以上分析，画出实验电路图如下：根据以上分析，画出实验电路图如下： 电流表电流表A1 (0-100A, 2 kA1 (0-100A,

16、 2 k) )电流表电流表A2 (0-500A, 300A2 (0-500A, 300) )电压表电压表V1 (0-10V, 100 kV1 (0-10V, 100 k） 电压表电压表V2 (0-50V, 500 K V2 (0-50V, 500 K ）+返回返回实物图连线如图示：实物图连线如图示：A2V1RX=15VR答案答案A A1 1V V1 1见解析图见解析图 返回返回 例例5为了测定一个为了测定一个“6.3V，1W”的小电珠正常发光时的电阻，的小电珠正常发光时的电阻，Av实验室提供了下列实验器材：实验室提供了下列实验器材： A电流表电流表A 1 ： （ 0.6A，约，约0.2）B毫安

17、表毫安表A 2 ： （ 200mA，约，约0.5）C电压表电压表V 1 ： （10V，约，约1k）D电压表电压表V 2 ： （15V，约，约1.5k）E电源电源 E1= 6V，2AF电源电源 E2= 9V，1AG电源电源 E3= 15V，0.1AH可变电阻可变电阻 R1 0-10，1WI 可变电阻可变电阻 R2 0- 20，0.8W J 可变电阻可变电阻 R3 0-50， 0.5W K导线若干，电键一个导线若干，电键一个 实验时应选用的器材是实验时应选用的器材是 在右边的线框中画出实验的电路图，要求测量误差尽可能在右边的线框中画出实验的电路图，要求测量误差尽可能小小B C F I K3.先选择

18、电源：先选择电源：E.E1= 6V 2A F. E2= 9V 1A G. E3= 15V 0.1A 可见可见E1太小，太小， E3太大，应太大，应选用选用F：E2 = 9V 4.可变电阻的选择：算出可变电阻的选择：算出可变电阻的额定电流：可变电阻的额定电流：H.R1=10，1W I. R2= 20，0.8W J. R3= 50， 0.5W I1 0.32A I20.2A I30.1A R3 的额定电流小于的额定电流小于I 灯灯，不能用，不能用对于对于R1 ，若选，若选分压电路，可变电阻分压电路，可变电阻R R中的电流大于中的电流大于I1 ，不能用。，不能用。 若选若选限流电路，最小电流大于限流

19、电路，最小电流大于I 灯灯，也不能用。，也不能用。 只能选只能选I I：R2 = 20RDRRDR9V9V9V9V4.4.分压电路和限流电路的选择：分压电路和限流电路的选择：若用分压电路，电阻若用分压电路，电阻R R2 2 中电流大于中电流大于I2 ，不能用。，不能用。只能只能选选限流电路限流电路. .1.1.电表的选择：电表的选择：电珠电珠“6.3V，1W” I 灯灯=0.16A=160mA选选 B ：200mA 0.5 C ：10V 1k电阻电阻R 灯灯=40较大，用内接法较大，用内接法2.2.安培表内接法和外接法的选择：安培表内接法和外接法的选择：返回返回例例3 3实验时应选用的器材是实验时应选用的器材是 B C F I K 南京市二模南京市二模13某同学要用某同学要用“伏安法伏安法”测定一个待测电阻测定一个待测电阻Rx ( 阻阻值约为值约为200)的阻值，实验室提供了如下器材：的阻值，实验室提供了如下器材：电池组电池组E（电动势为（电动势为3V，内阻不计），内阻不计）:电流表电流表A1（量程为（量程为010mA，内阻约为，内阻约为4060）:电流表电流表A2（量程为（量程为0500A，内阻为，内阻为1000）:滑动变阻器滑动变阻器R1(阻值范围为阻值范围为020，额定电流为，额定电流为2A):电阻箱电阻箱R2(阻值范围为阻值范围为