电学实验的器材选择与电路设计精.ppt

电学实验的器材选择与电路设计第1页，本讲稿共13页近三年高考广东物理电学实验试题近三年高考广东物理电学实验试题2012年年“替代法替代法”测电阻测电阻2011年年“伏安法伏安法”测电阻伏安特性测电阻伏安特性2010年年“伏阻法伏阻法”测电阻测电阻第2页，本讲稿共13页一一 实验设计的基本思路实验设计的基本思路 实验设计的关键是实验原理，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤第3页，本讲稿共13页二二 实验设计的实验设计的电路结构和解决思路实验电路包括三个部分：测量电路控制电路（变阻器、开关）电源 测量电路器材选择配置控制电路电路选择控制调节第4页，本讲稿共13页三 实验器材的选择（主要是选择电表、滑动变阻器）1 电表的选择电表的选择 根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表a 保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压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均不超过使用量程 b 合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏的合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/3-2/3左右），以减少测读的误差左右），以减少测读的误差 C 电表的改装。把不符合要求的电表改装成符合要求的电电表的改装。把不符合要求的电表改装成符合要求的电表。如表。如 电流计串联电阻代替电压表，小量程的电压表串联电流计串联电阻代替电压表，小量程的电压表串联电阻代替大量程电压表，用多用电表的电压档代替常用的电阻代替大量程电压表，用多用电表的电压档代替常用的伏特表测电压等等伏特表测电压等等注意注意 已知内阻的电表可以互换已知内阻的电表可以互换第5页，本讲稿共13页2 滑滑R的选择的选择 估算电路中可能出现的电流或电压范围需要选择滑动变估算电路中可能出现的电流或电压范围需要选择滑动变阻器注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值阻器注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不方便调节，不宜采用。最好通过理论有很大变化的，不方便调节，不宜采用。最好通过理论分析和实际操作让学生体会。分析和实际操作让学生体会。在滑动变阻器作限流作用时，为使负载在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽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，的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻应使其总电阻R0大于大于RX，一般在，一般在25倍为好。倍为好。在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器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的总电阻R0在在0.1RX0.5RX之间为好。之间为好。三 实验器材的选择（主要是选择电表、滑动变阻器）第6页，本讲稿共13页对器材选择的一般步骤是：找出唯一性的器材；找出唯一性的器材；草画电路图（暂不把电表接入）；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估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器触头推向最小值）；器触头推向最小值）；考虑能否都使电表达到满偏的考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上以上 三 实验器材的选择（主要是选择电表、滑动变阻器）第7页，本讲稿共13页四四 测量电路（测电阻为例）测量电路（测电阻为例）1 伏安法及变式（2011年高考）根据Rx、RA、RV的大小大致可估计选择内、外接法.具体方法是：采用计算临界值的方法确定大小即算出临界电阻 若RxR0则视为大电阻，安培表内接若RxR0则视为小电阻安培表外接注意 已知内阻的电表可以互换第8页，本讲稿共13页四四 测量电路（测电阻为例）测量电路（测电阻为例）1 伏安法及变式（2011年高考）2 替代法测电阻（2012年高考）3 利用伏阻法（2010年高考）和安阻法测电源电动势和内阻 4 半偏法测电阻（较难，略）第9页，本讲稿共13页五五 控制电路的选择控制电路的选择（主要是（主要是变阻器、电键控制变阻器、电键控制）1 利用电键控制电路利用电键控制电路（如（如2010年和年和2012年高考题）年高考题）2 滑动变阻器控制电路（一般是一个滑动变阻器控制电滑动变阻器控制电路（一般是一个滑动变阻器控制电路，不涉及两个滑动变阻器组成的限流细调和分压细调电路，不涉及两个滑动变阻器组成的限流细调和分压细调电路）路）图甲为限流式，图乙为分压式图甲为限流式，图乙为分压式.第10页，本讲稿共13页五五 控制电路的选择控制电路的选择（主要是（主要是变阻器、电键控制变阻器、电键控制）(1)负载电阻的阻值负载电阻的阻值Rx远大于变阻器总电阻远大于变阻器总电阻 R，须用分压式电路，须用分压式电路.(2)要求负载上电压或电流变化范围较大，且要求负载上电压或电流变化范围较大，且 从零开始连续可调，须用分压式电路从零开始连续可调，须用分压式电路.(3)负载电阻的阻值负载电阻的阻值Rx小于变阻器的总电阻小于变阻器的总电阻R 或相差不多，并且电压、电流表示数变化或相差不多，并且电压、电流表示数变化 不要求从零起调，可采用限流式不要求从零起调，可采用限流式.(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用两种电路均可使用的情况下，应优先采用 限流式接法，因为限流式接法总功率较小限流式接法，因为限流式接法总功率较小.(5)特殊问题中还要根据电压表和电流表量程特殊问题中还要根据电压表和电流表量程 以及允许通过的最大电流值来以及允许通过的最大电流值来反复推敲反复推敲第11页，本讲稿共13页小小 结结在选择电学实验仪器和实验电路时，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、电压表和应先依据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流表滑动变阻器等仪器，然后确定电流表的内外接法，再选择控制电路并画出的内外接法，再选择控制电路并画出实验电路图。这些工作近三年命题专实验电路图。这些工作近三年命题专家已经为学生做好了，家已经为学生做好了，2013年高考命年高考命题专家怎样命题，我们题专家怎样命题，我们第12页，本讲稿共13页谢谢大家！第13页，本讲稿共13页