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電學(xué)儀器的使用及基本電路的選擇篇一
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一、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇
根據(jù)教學(xué)大綱及高考考試的要求，選擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器主要是選擇電表、滑動(dòng)變阻器、電源等器件，通常可以從以下三方面人手：
1．根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表．首先保證流過(guò)電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過(guò)使用量程．然后合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏刻度的2/3左右），以減少測(cè)讀的誤差．
2．根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電流或電壓范圍需選擇滑動(dòng)受阻器．注意流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不超過(guò)它額定值．對(duì)高阻值的變阻器，如果滑動(dòng)頭稍有移動(dòng)，使電流電壓有很大變化的，不宜采用．
3．應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來(lái)選擇儀器．對(duì)于這種情況．只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理．才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇．
【例1】有一電阻r，其阻值大約在40ω至50ω之問(wèn)，需進(jìn)一步測(cè)定其阻值，現(xiàn)有下列器材：電池組，電動(dòng)勢(shì)為9v，內(nèi)阻忽略不計(jì)；電壓表v，量程為0至10v，內(nèi)阻20ω；電流表a1，量程為0至50ｍa，內(nèi)阻約20ω；電流表a2，量程為0至300ma，內(nèi)阻約4ω；滑動(dòng)變阻器r1，阻值范圍為0至100ω，額定電流1a；滑動(dòng)變阻器r2，阻值范圍為0至1700ω，額定電流0.3a，開(kāi)關(guān)ｓ及導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)電路圖如圖１所示，實(shí)驗(yàn)中要求多測(cè)幾組電流、電壓．在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選_________電流表和__________滑動(dòng)變阻器．
【分析與解】首先估算電路中可能達(dá)到的最大電流值，假設(shè)選電流表a1，則，超過(guò)了a1的量程，及假設(shè)選電流表a2，則，未超出a2的量程，故應(yīng)選電流表a2，這一選擇遵循了原則．
對(duì)滑動(dòng)變阻器的選擇。假設(shè)選r1，電路中的最小電流約為
故電路中的電流強(qiáng)度范圍為0.06a～0.18a．又假設(shè)選r2，電路中的最小電流約為
故電路中的電流強(qiáng)度范圍為0.005a~0.18a，因?yàn)殡娏鞅韆2的量程為0.3ａ，電流強(qiáng)度為0.06ａ時(shí)，僅為電流表a2量程的1/5，如果移動(dòng)滑動(dòng)變阻器阻值再增大，其電流表的示數(shù)將更小，讀數(shù)誤差會(huì)更大，因此對(duì)于r2而言，有效的調(diào)節(jié)長(zhǎng)度大小，將導(dǎo)致電流強(qiáng)度值隨滑動(dòng)片位置的變化太敏感．調(diào)節(jié)不方便，故應(yīng)選滑動(dòng)受阻器r1．這一選擇就遵循了原則．
二、實(shí)驗(yàn)電路（電流表內(nèi)外接法）的選擇
電壓表和電流表連入電路可以有兩種方法：一種是如圖２甲所示的電路叫做電流表外接電路（簡(jiǎn)稱“外接法”）；一種是如圖2乙所示電路叫做電流表內(nèi)接電路（簡(jiǎn)稱“內(nèi)接法”）．由于電流表、電壓表內(nèi)阻的影響，不管采用電流表內(nèi)接還是外接都將會(huì)引起誤差．
外接法的測(cè)量誤差是由于電壓表的分流作用而產(chǎn)生，由并聯(lián)電路中電流分配與電阻成反比可知當(dāng)時(shí)，電壓表的分流作用可忽略不計(jì)，此時(shí),可見(jiàn)對(duì)于小電阻的測(cè)量宜采用外接法電路．
內(nèi)接法產(chǎn)生的誤差是電流表的分壓作用，由串聯(lián)電路的電壓分配與電阻成正比可知，當(dāng)時(shí)，電流表的分壓作用很小，可忽略不計(jì)，此時(shí)，所以對(duì)大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法電路．
那么如何確定r值是較大還是較小呢？根據(jù)以上分析可知，當(dāng)被測(cè)電阻與電壓表內(nèi)阻的關(guān)系滿足即時(shí)應(yīng)采用“外接法”較準(zhǔn)確；當(dāng)被測(cè)電阻與電流表的內(nèi)阻相比滿足即時(shí)，采用“內(nèi)接法”測(cè)量誤差較?。舢?dāng)時(shí)，電壓表的分流作用和電流表的分壓作用對(duì)測(cè)量結(jié)果的'影響是相同的，此時(shí)既可選擇“內(nèi)接法”也可選擇“外接法”．，此時(shí)的ｒ我們常稱為臨界電阻．當(dāng)時(shí)，電流表的分壓作用較電壓表的分流作用明顯，應(yīng)采用外接電路，當(dāng)時(shí)，電壓表的分流作用較電流表的分壓作用明顯，應(yīng)采用內(nèi)接電路．
【例2】有一小燈泡上標(biāo)有“6v,0.6w”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)燈泡的圖線，已知所用器材有：是電流表（0～0.3a，內(nèi)阻1ω）；電壓表（0～15v，內(nèi)阻20kω）；滑動(dòng)變阻器（0～30ω，2a）；學(xué)生電源（直流9v）；開(kāi)關(guān)一只、導(dǎo)線若干．為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，畫(huà)出合理的實(shí)驗(yàn)電路圖．
【分析與解】因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡的最大阻值60ω，因此選擇電流表外接法．電路如圖３所示．
【例３】用伏安法測(cè)量阻值約為幾十歐的線圈的電阻r，己知所用電流表的量程為（0～0.6v），內(nèi)阻0.125ω，電壓表的量程為（0～15v），內(nèi)阻為15kω，蓄電池組電壓為12v，問(wèn)應(yīng)采用哪一種連接電路？
【分析與解】因?yàn)?，而題目給出的被測(cè)電阻阻值約為幾十歐，可能大于43ω，也可能小于43ω，因此內(nèi)接法、外接法兩種電路均可采用。
在具體的實(shí)驗(yàn)中若ra、rv均不知的情況下，可用判定，即通過(guò)改變電表的連接方式看電流表、電壓表指針變化大小來(lái)確定．
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三、控制電路的選擇
為改變被測(cè)電阻兩端的電壓（或被測(cè)電阻中的電流強(qiáng)度），常用滑動(dòng)變阻器與電源的連接有兩種不同的形式，如圖４所示，圖４甲為限流接法，圖４乙為分壓接法，這兩種接法區(qū)別之處是：
⑴測(cè)電阻r上的電壓調(diào)節(jié)范圍不同．當(dāng)滑動(dòng)觸頭p由a→b移動(dòng)過(guò)程中（電源內(nèi)阻不計(jì)）．被測(cè)電阻兩端電壓調(diào)節(jié)的范圍，圖4甲為，圖4乙為；
⑵對(duì)被測(cè)電阻r上的電流強(qiáng)度的控制情況有區(qū)別．對(duì)于圖４甲有時(shí)，調(diào)節(jié)r0的大小可使通過(guò)被測(cè)電阻的電流有明顯變化，但當(dāng)時(shí)，無(wú)淪怎樣改變r(jià)0的大小，也不會(huì)使通過(guò)r的電流有明顯變化，可見(jiàn)，只有在（或兩者相差不多）的情況下，改變變阻器的觸頭的位置才會(huì)使電阻r上的電流有明顯變化，從而起到對(duì)電阻r上的電流的控制作用．但對(duì)于圖４乙中，不管電阻r的大小如何，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觸頭位置都可以使通過(guò)被測(cè)電阻r的電流由０變到，通過(guò)被測(cè)電阻r的電流有明顯變化；
⑶從電能損耗方面分析圖4甲比圖4乙要小，且圖４甲具有電源負(fù)擔(dān)輕、電路連接簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)．
綜合上述，可得到如下結(jié)論：
⑴若需要被測(cè)電阻r兩端電壓變化范圍較大，或需要從零開(kāi)始連讀可調(diào)電壓，應(yīng)選圖4乙的分壓電路；
⑵若采用限流電路時(shí)，如果電路中最小電流大于或等于被測(cè)電阻ｒ的額定電流，必須采用汁壓電路；
⑶當(dāng)時(shí)．為使被測(cè)電阻中電流有明顯變化，也應(yīng)選分壓電路；
⑷當(dāng)時(shí)（或兩者相差不多），雖然兩種電路都可以對(duì)負(fù)載電流有明顯的調(diào)節(jié)和控制．或兩種電路都滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)．但圖４甲的限流電路具有節(jié)省電能、電源負(fù)擔(dān)輕、電路連接簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)選圖4甲的限流電路較好．
例如在例2中，電路若采用限流電路，電路中的最小電流為等于小燈泡額定電流，滑動(dòng)變阻器無(wú)法對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，故必須采用分壓電路，如圖３所示．
所以，我們?cè)谶x擇電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，應(yīng)先依據(jù)題意確定電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器等儀器，然后確定電流表的內(nèi)外接怯，再選擇控制電路并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
【例４】用伏安法測(cè)量某電阻的阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：侍測(cè)電阻（阻值大約為5ω，額定功率為1ｗ）；電流表a1（量程０～０.６a，內(nèi)阻0.2ω）；電流表a2（量程0~3a，內(nèi)阻0.05ω）；電壓表v1（量程0~3v，隊(duì)阻3kω）；電壓表v2（量程0~15v，內(nèi)阻15kω）；滑動(dòng)變阻器（0~50ω），蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為6v）開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。
為了較準(zhǔn)確測(cè)量阻值，保證器材的安全，以及操作方便，電流表、電壓表應(yīng)選擇___，并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
【分析與解】
被測(cè)電阻的額定電壓、額定電流分別約為
則電流表選用a1，電壓表選用v1。
臨界電阻的阻值為?
因?yàn)椋紃，則電流表必須外接。
因滑動(dòng)變阻器的全值r0大于被測(cè)電阻值，故首先考慮滑動(dòng)變阻器的限流接法。
限流接法上的電流取值范圍為
因?yàn)?，那么滑?dòng)變阻器的阻值（滑動(dòng)頭移動(dòng)時(shí)）不得小于
若采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法，因?yàn)閞0＞，會(huì)使操作不方便，因此應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器的限流接法，電路如圖5所示。
如何選擇電學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)電路用 [篇2]
1.電路選擇：分壓式、限流式
一看“滑動(dòng)變阻器的電阻”和“待測(cè)電阻”的大小，若前者大選擇限流式否則選擇分壓式。
二看“電壓是否要求從0開(kāi)始”。或者是否讓畫(huà)“伏安特性曲線”，若是則選擇分壓式。
若兩種電路都可以，則首選限流式。
2.器材選擇：
第一步：先選分壓式、限流式電路
第二步：選電壓表
1.若為分壓式：必須電壓表的量程大于電動(dòng)勢(shì)的大小。若兩個(gè)電壓表都大，則選擇電壓表的表
針能指向中值刻度附近的。
2.若為限流式：看其是否能指向中值刻度附近。
第三步：選電流表
選擇量程要合適，看是否安全。且要能使指針指向中值刻度附近。
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