高一物理伏安法实验电路的选择与连接

伏安法试验电路设计专题平南县试验中学陈文芳第1页伏安法试验电路：即利用供电电路和伏安法测量电路组成电路，如《描绘小灯泡伏安特征曲线》、《测量金属电阻率》、《测定电池电动势和内阻》等电路。第2页一、进行试验设计总体标准（1）准确性：在试验误差允许范围内，应尽可能选择误差教小方案。（2）安全性：试验方案实施要安全可靠，不会对器材造成损害，且成功率高。（3）可操作性：试验应便于操作和读数，便于进行数据处理。第3页二、试验设计基本思绪试验设计关键在于试验原理设计，它是进行试验依据和起点，它决定了应选取（或还需）哪些试验器材，应测量哪些物理量，怎样编排试验步骤，而试验原理设计又往往依赖于所提供试验器材（条件）和试验要求，它们相辅相成，互为条件。第4页三、电学试验器材选择和电路设计

（1）电表选择：为了减小电表读数引发偶然误差，选择电表时应先估算待测电流或电压最大值，同时要考虑电表间、电表与电源间配置是否合理，测量时各电表最大偏转量都应靠近量程（不少于三分之一）。第5页（2）电流表内接或外接选择：测大用内，测小用外（判断待测电阻大小三种方法）第6页①阻值比较法：当时，为大电阻，当为小电阻；②试触法：分别使用一次内接和外接法，若V示数改变显著，采取外接法；而若A示数改变显著，则采取内接法；

第7页（3）分压、限流电路选择：①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），且电压改变不要求从零调起时才可用。第8页②在下面三种情况下必须选择分压式电路：

a、要求电压从零开始改变；

B、变阻器总阻值小于被测电阻阻值，且要求测量范围较大；

c、若采取限流电路，电路中最小电流仍超出电路能承受最大电流（可简记：零起分压、滑小分压、滑大分流，但烧表分压）第9页例：

用伏安法测量一个定值电阻阻值，备用器材以下：待测电阻Rx：（阻值约为25KΩ）电流表A1：（量程100μA，内阻2KΩ

）电流表A2：（量程500μA，内阻300Ω

）电压表V1：（量程10V，内阻100KΩ

）电压表V2：（量程50V，内阻500KΩ

）电源E：（电动势15V，允许最大电流1A）滑动变阻器R：（最大阻值1KΩ

）为尽可能减小误差，要求测多组数据。（1）电流表应选

，电压表应选

；（2）画出试验电路图。

解析：

第10页解：（1）从减小电表读数引发偶然误差角度考虑，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量程，而跟电压表V1量程较靠近，若选取电压表V2来测量电压，其最大偏转量达不到量程1/3，读数时偶然误差太大，所以选取V1较恰当；而此时经过电流表最大电流Im=Um/Rx=10/(2.5X104)A=400μA，所以，电流表A2与V1配置很好。第11页（2）电路选择主要从滑动变阻器对电路控制和调整角度考虑，若采取限流电路控制，注意到测量部分电路总电阻约为20KΩ，远大于变阻器总电阻（1KΩ），要确保电表安全，变阻器分得电压最少为5V，阻值应调到10KΩ，显然，限流不能起到确保电表安全作用，更不能进行有效调整，所以，只能采取分压电路控制。第12页因为RX为大电阻，所以用电流表内接法。试验电路如图所表示：V1A2RXRES第13页例:用以下器材测量一待测电阻Rx阻值（900～1000Ω）：电源E，含有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1＝750Ω；电压表V2，量程为5V，内阻r2＝2500Ω；滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K，导线若干。测量中要求电压表读数大于其量程，试画出测量电阻Rx一个试验电路原理图（原理图中元件要用题图中对应英文字母标注）。

解:第14页解析：因为没有电流表，所以两电压表中，一个与待测电路串联，用于测量流过Rx电流；另一个与被测电阻并联，用于测量Rx两端电压。又因为Rx值比滑线变阻器R

值大很多，由前面分析测量电路中应串联一电压表。而电压表内阻也比滑线变