电路及仪器选择.ppt

1、,滑动变阻器接法选择,电路的连接与电学仪器的选择,电流表接法选择,实验器材的选择,电路实物图的连接,高考例题选讲,电流表接法选择,电流表内接法,电流表外接法,试触法,由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接法还是外接法都将引起误差。为减小误差，当RX较小时一般采用外接法，RX较大时则应采用内接法。如遇RA、RV均不知的情况时，可用试触法判定：通过改变电表的连接方式看电流表、电压表的变化大小确定正确的接法。,回目录,电流表内接法,条件：RXRA,当RARx时，采用图示电路。此时RA引起的分压误差很小，V的读数几乎就是Rx两端的电压，而A的读数就是通过Rx的电流。此时Rx=（UR+UA）/

2、IR UR /IR， 较接近真实值。电路的误差是安培表的分压造成的。,电流表外接法,A,V,条件 ：RVRX,当RvRx时（所谓“远大于”，一般是指大于100倍以上），采用上图所示电路。此时Rv引起的分流误差很小，A的读数几乎就是流过Rx的电流，而V读数就是Rx两端的电压。此时Rx=U/（IR+IV ） U/IR ，较接近真实值。此电路的测量误差是伏特表的分流所引起的。,使用试触法判断电流表内接还是外接的方法。当电流表内接时，电流表、电压表的示数分别为I内和U内,电流表外接时，电流表、电压表的示数分别为I外和U外。 则KAKV，则选用电流表内接法，反之则采用电流表外接法,例题,例题,如图所示为

3、用伏安法测电阻的部分电路图.因为不知道待测电阻R的大概值，所以不能确定线路的接法.为了减小误差，可在电路接好以后将电压表的一个接线端K分别与M、N接触，观察电压表和电流表的读数哪一个有明显变化.下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是 A.若电流表读数有明显变化，K应接在M点 B.若电流表读数有明显变化，K应接在N点 C.若电压表读数有明显变化，K应接在M点 D.若电压表读数有明显变化，K应接在N点,1、如图所示是测量待测电阻Rx的电路图，由于电压表、电流表有内阻对实验产生影响，使测量值出现误差，为使测量更准确，按以下操作分别测有两组数据：S接a时，电流表、电压表示数分别为I 1、

4、U1；S接b时，电流表、电压表示数分别为I 2、U2； (1)如果电压表示数变化很小，电流表示数变化较大，待测电阻Rx= 。 (2)如果电流表示数变化很小，电压表示数变化较大，待测电阻Rx= 。该值较真实值偏 。（大或小）,滑动变阻器接法选择,限流接法,分压接法,选择方法,回目录,供电电路一般由电源和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在供电电路中有两种接线方式，分压与限流接法，虽然两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小，但在不同条件下，调节效果大不一样。,变阻器限流接法 如图甲电路中变阻器起限流作用，负载RX的电压调节范围为，电流变化范围为。在合上电键前一定要使变阻器所使用的阻值最大

5、(为Rm)，因此在闭合电键前一定要检查滑动触头P是否处在正确的一端(图中应为a端),变阻器分压接法 如图电路中变阻器起分压作用，滑片自a端向b端滑动时，负载上电压的范围约为0E。显然，滑线变阻器当分压使用时，调节负载上电压的范围比限流时调节范围大。合上电键前滑片应在a端，以使负载上的电压和电流最小均为零。,选择方法 从减小电能损耗的角度考虑，通常变阻器应选用限流接法，但在下列三种情况下，必须选择分压器连接方式。 若采用限流电流，电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时，必须选用分压电路。 当用电器电阻远大于滑动变阻器全值电阻，必须选用分压电路。 实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实验数

6、据)时，必须选用分压电路。 要求回路中某部分电路的电压从零开始可连接变化时须选用分压电路。,当负载电阻的阻值小于变阻器总电阻或相差不多，且电压、电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法 两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流接法总功率较小 特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲，以更能减小误差的连接方式为好,例题,例题,例题,例题,例题,例：用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻RX(约100)；直流电路表(量程010mA，内阻50)；直流电压表(量程03V，内阻5k)；直流电源(输出电压3V，内阻不计)；滑动变阻器(阻值范围为0

7、15，允许最大电流1A)；电键一个，导线若干条，根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。,分析:若滑动变阻器采用限流式连接，易得将其全部接入电路时的电流为I=0.018A，仍大于直流电流表的最大量程，故滑动变阻器应采用分压式连接。 故采用电流表的外接法。,例：某电压表的内阻在20k50k之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可供选用的器材：待测电压表V(量程3V)；电流表A1(量程200A)；电流表A2(量程5mA)；电流表A3(量程0.6A)；滑动变阻器R(最大阻值1k)；电源(4V)；电键S；导线若干。 所提供的电流表中，应选用 (填写字母代号)。 右图为本题的实物图(电流表即为实验者正确选

8、定的那只)，为了尽量减小误差，要求多测几组数据，试在实物图上连线。,分析a. 将电流表、电压表串联后只要读出两表读数即可用公式R=U/I求得电压表的内阻。 b. 电路中的最大电流值I最大=/RV=0.2mA(RV应用20k代入)，故电流表选A1。 c. 由于变阻器的阻值远小于电压表的内阻，且要求测多组数据，故用变阻器的分压连接法。 d. 具体连线路，但需注意滑动头的初始位置。,例：有伏安法测金属丝电阻RX(约为5)的值，已知电流表的内阻为1、量程为0.6A，电压表内阻为几k、量程为3V，电源电动势为9V，滑动变阻器的阻值为06、额定电流为5A，试画出测量RX的原理图。,例、某电流表的量程为50

9、mA，内阻为50，其表面的刻度盘已损坏，要重新通过测量来刻画出刻度值，有下列器材： A、待测电流表 B、9V直流电源 C、“010，1A”滑动变阻器 D、“0100，50mA”滑动变阻器 E、“0.6A，0.5”标准电阻 F、“3A，0.01”标准电阻 G、5标准电阻 F、20标准电阻 I、开关及导线若干 （1）应选用的器材 （填选用器材序号） （2）画出实验电路图 （3）待刻度电流表的电流表刻度值Ix 说明式中各物理量的表示意义,例：电阻的测量用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（约100）：现有以下仪器： 电源E，电动势约为6.0V，内阻可忽略不计； 要求测量中尽量减小误差，并测多组数据.试

10、在虚线框中画出测量电阻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).,根据你所画的电路原理图，将图所示的实物连成实验电路.,实验的器材选择 仪器的选择首先应考虑安全因素，安全因素应考虑各电表的读数不能超过量程，电阻类元件的电流不能超过其最大允许电流等， 其次是误差因素，如选用电表量程应尽可能减小测量值的相对误差；一般应要求各电表的指针偏转到量程的1/3/之间。 便于操作，如选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不利于操作。 对于变阻器除了考虑安全因素外，在分压接法中，一般选择电阻较小而额定电流

11、较大的；在限流接法中，变阻器的阻值应与电路中其他电阻的阻值比较接近。,对器材选择的一般步骤是： 选出唯一性器材。 草画出电路图(暂不接入电流表、电压表) 估算电流和电压的最大值，在考虑电表指针有较大偏转但不超量程的情况下，结合已知实验器材的规格，确定实验电路和其他实验器材。,例题,例题,例题2,例题,例：欲用伏安法测定一个阻值约12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(6V，内阻很小)； B电流表(03A，内阻0.0125)； C电流表(00.6A，内阻0.0125)； D电压表(03V，内阻3k)； E电压表(06V，内阻6k)； F滑动变阻器

12、(020，1A)； G滑动变阻器(0200，0.3A)； H电键、导线。,分析选出唯一性器材：被测电阻RX，电池组A，电键和导线H；单画电路图如图；估算最大值：当滑动变阻器滑键滑到最左端时，电路中电流最大I最大=/RX=0.5A。结合题给出的器材规格可以看出，电流表选C，电压表选E，变阻器选F(若选G容易烧毁，且不便于调节)。估算临界电阻值后易知应选用电流表外接电路(图略)。,例：测一个阻值约为25k电阻，备有下列器材：A电流表(量程100A，内阻2k)； B电流表(量程600A，内阻300)； C电压表(量程20V，内阻100k)； D电压表(量程50V，内阻500k)； E直流稳压电源(1

13、5V，允许最大电流1A)； F滑动变阻器(最大电阻1k，额定功率1W)； G导线若干； 电流表应选 ，电压表应选 。 画出测量RX的原理图。,例：有一电阻Rx，阻值在4050欧姆之间。为了进一步测定其阻值，并要求多测几组电流值、电压值（以便画出IU图线）。可供选择的器材为 电池组E电动势9伏，内阻约0.5欧 伏特表V量程010伏，内阻约20千欧 毫安表A 1量程050毫安，内阻约20欧 毫安表A2量程0300毫安，内阻约4欧 滑动变阻器R1阻值范围0100欧，额定电流1安 滑动变阻器R2阻值范围01700欧，额定电流0.3安 试问： (1)应采用安培表内接还是外接电路？ （2）应选用哪种毫安表

14、和变阻器？,例：从下面给定的器材中选出适当的实验器材(有些器材的阻值是大约值,有些器材的阻值是准确值).设计一个测量阻值Rx约为15k的电阻的电路,要求方法简捷,要尽可能提高测量的精度. 电流表A1,量程1mA,内阻rA150 电流表A2,量程300A,内阻rA2300 电流表A3,量程100A,内阻rA3500 电压表V1,量程10V,内阻rV1=15k 电压表V2,量程3V,内阻rV2=10k 滑动变阻器R1,全阻值50,额定电流为1A 滑动变阻器R2,全阻值500,额定电流为1A 电池组,电动势3V,内阻很小但不能忽略 开关及导线若干 则：测量电路中电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器

15、应选 (填代号),电路实物图的连接 画电路实物图的方法要点是： 依据题给条件，参照实物位置，画出电路图。并在电路图上标出电源的正、负极，电流表、电压表的正负极及量程，须使电键在干路上。 从电源的正极出发，选择一条包含电路元件最多的通路，依次连接各器件一直到电流负极，然后再把其余的电路元件和电压表并联在电路的某两点之间。 连好实物图后，对照电路图再检查一遍，注意检查导线的连接点是否都接在接线柱上(导线中间不应有分叉)，电表量程、正负极是否恰当，滑动变阻器的滑动触头是否处于恰当位置等。,例题,例：用伏安法较准确测量一个阻值约50的定值电阻，器材规格如下： A电池组(6V，内阻很小)； B电流表(0

16、50mA，内阻20)； C电压表(03V，内阻5k)； D滑动变阻器(010，1A)； E电键一个，导线若干条。 根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图下图上连线。,高考例题选讲,例题 1985年全国考试物理试题 例题 2001年全国高考物理试题,例：有一改装的安培表A1需要与一标准安培表A2进行核对,采用如图1所示的电路,其中E为电源,R0为一限流电阻,R为一可变电阻,K为电键。限流电阻能够限制住电路中的最大电流,使之不超出安培表的量程过多,从而对安培表起保护作用。实验中已有的器件及其规格如下: 蓄电池E(电动势6V,内阻约为0.3), 改装的安培表A1(量程00.6A,内阻约为0.1) 标准安培表A2(量程00.63A,内阻不超过0.04) 实验中备用的电阻器及其规格如下: A、固定电阻(阻值8,额定电流2A), B、固定电阻(阻值15,额定电流2A), C、滑动变阻器(阻值范围020,额定电流2A), D、滑动变阻器(阻值范围0200,额定电流2A)。 已知两个表的刻度盘上都将量程均分为6大格,要求从0.1A起对每条刻线一一进行核对。为此,从备用的电阻器中,R0应选用 ,R应选用 ,(用字母代号填写),图2所示为电路中所需器件,在图上画出连线,将所示器件按电路图连接成实验电路。,例：