《电学设计性实验》.ppt

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1、例谈电学实验设计例谈电学实验设计实验设计的一般思路实验设计的一般思路1.明确实验要求明确实验要求;2.根据题目条件与器材，构建实验原理根据题目条件与器材，构建实验原理;4.设计测量电路设计测量电路;5.设计控制电路设计控制电路;3.选择实验器材选择实验器材;6.检验设计的合理性检验设计的合理性.用什么办法完成实验？用什么办法完成实验？进行必要的估算先估算、看要求、再设计;明目的、看器材、想原理;要检验。思思 路路要干什么要干什么?选择器材选择器材测量电路测量电路控制电路控制电路检验合理性检验合理性安全安全 精确精确 方便方便 节材节能节材节能怎么干怎么干?估算估算遵遵循循最大电流额定电流、阻值

2、电流表的满偏电压电压表的满偏电流选择器材：选择器材：设计测量电路：设计测量电路：设计控制电路：设计控制电路：电表、电源、滑动变阻器、保护电阻等电表、电源、滑动变阻器、保护电阻等电流表、电压表的连接方式电流表、电压表的连接方式电键，滑动变阻器的限流式接法、分压式接法电键，滑动变阻器的限流式接法、分压式接法综综合合考考虑虑正正确确选选择择和和设设计计电学实验设计的基础知识电学实验设计的基础知识器材选择与电路设计的一般原则1.1.安全性原则：安全性原则：电表不超量程，电表不超量程，通过电源、滑动变阻器、用电器的电流不能通过电源、滑动变阻器、用电器的电流不能超过其允许的最大电流；超过其允许的最大电流；

3、2.2.准确性原则：准确性原则：选用电表量程应尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电选用电表量程应尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度流表在使用时尽可能使指针接近满量程，若指针偏转不到满偏角度的的1/31/3，读数误差较大；，读数误差较大；欧姆表欧姆表 ，宜选用指针尽可能在中心刻度附近的倍率档位。，宜选用指针尽可能在中心刻度附近的倍率档位。4 4、节能节材原则、节能节材原则:（）选择合适的（）选择合适的电源如果电源电动势大，实验所需电压小，电源如果电源电动势大，实验所需电压小，要想完成实验必须串联一个分压电阻才能解决这个问题，但这违要

4、想完成实验必须串联一个分压电阻才能解决这个问题，但这违背了节能和节材原则，因此，在满足实验要求的前提下，应选用背了节能和节材原则，因此，在满足实验要求的前提下，应选用电动势小的电源；电动势小的电源；（）选择合适的控制电路在限流式接法与分压式接法都能精（）选择合适的控制电路在限流式接法与分压式接法都能精确地完成实验时，以选用确地完成实验时，以选用限流式接法为宜，因为分压式接法多一个限流式接法为宜，因为分压式接法多一个耗能回路耗能回路（）（）在能完成实验的前提下，以使用最少的器材为宜；在能完成实验的前提下，以使用最少的器材为宜；3 3方便性原则：方便性原则：主要是针对滑动变阻器而言的。选择控制电路

5、时，既要考虑主要是针对滑动变阻器而言的。选择控制电路时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于操作。在多个变阻器都可以满足条件的情况下，选择阻值小的滑动变在多个变阻器都可以满足条件的情况下，选择阻值小的滑动变阻器，调节方便一些阻器，调节方便一些 。测量电路（1 1）测量电阻的电流表内、外接法。）测量电阻的电流表内、外接法。（2 2）测量电源的电流表内、外接法。）测量电源的电流表内、外接法。（1）测量电阻的电流表内、外接法。a.a.直接比较法：直接比较法：当当R RV VR R时时,采用采用“外接法外接法”；当当R RA A

6、R R时，采用时，采用“内接法内接法”；当当R RV V/R=R/R/R=R/RA A时，既可选择时，既可选择“内接法内接法”也可选也可选择择“外接法外接法”。（其中：（其中：R R为被测电阻、为被测电阻、R RV V为电压表内阻、为电压表内阻、R RA A为电流表内阻）为电流表内阻）为临界值电阻，当Rx 用内接法，当Rx 用外接法。b.b.临界值计算法：临界值计算法：外接法外接法内接法内接法选择依据选择依据c.c.测试判断法测试判断法：当当RxRx、RARA、RVRV大约值都不清楚，就用测试判断法。大约值都不清楚，就用测试判断法。如图所示，将单刀双掷开关如图所示，将单刀双掷开关K K分别接触

7、分别接触a a点和点和b b点点 若伏特表示值变化比安培表示值变若伏特表示值变化比安培表示值变化大，则说明安培表分压影响较大，应化大，则说明安培表分压影响较大，应该选外接法。该选外接法。安培表示值变化大，伏特表分流影响大；安培表示值变化大，伏特表分流影响大；伏特表示值变化大，安培表分压影响大伏特表示值变化大，安培表分压影响大 若看到安培表示值变化比伏特表示若看到安培表示值变化比伏特表示值变化大，则说明伏特表分流影响较大，值变化大，则说明伏特表分流影响较大，应该选内接法；应该选内接法；（2 2）测量电源的电流表内、外接法。）测量电源的电流表内、外接法。a.(测量电源测量电源)电流表的外接法。电流

8、表的外接法。b.(b.(测量电源测量电源)电流表的内接法。电流表的内接法。在在R Rv vrr时，故宜选用外接法电路。时，故宜选用外接法电路。此种电路适应于测量小内阻电源。此种电路适应于测量小内阻电源。一般地，测一般地，测干电池干电池的电动势内电阻时，由于伏的电动势内电阻时，由于伏特表的内阻一般都比较大，故宜选用特表的内阻一般都比较大，故宜选用外接法电路外接法电路。在在rrr rA A时，故宜选用内接法电路。时，故宜选用内接法电路。此种电路适应于测量此种电路适应于测量高内阻高内阻电源。电源。电流表测量电流，电压表测量电压这是司空电流表测量电流，电压表测量电压这是司空见惯的，但若将两者功能置换，

9、在有些特殊情况见惯的，但若将两者功能置换，在有些特殊情况下确实可以置换。下确实可以置换。将电流表改装成电压表是普遍的，但是将电将电流表改装成电压表是普遍的，但是将电压表改装成电流表同样可行。压表改装成电流表同样可行。(3)(3)电表功能的电表功能的“反串反串”控制电路控制电路滑动变阻器分压式与限流式接法滑动变阻器分压式与限流式接法控制电路控制电路滑动变阻器分压式与限流式接法滑动变阻器分压式与限流式接法 限流电路连接限流电路连接简单，电源简单，电源负担轻，负担轻，省一个耗电支路省一个耗电支路;分压式接法电压调节范围大，分压式接法电压调节范围大，各有所长，根据需要选用。各有所长，根据需要选用。（3

10、 3）若采用限流电路，电路总电阻不大，）若采用限流电路，电路总电阻不大，电路中最小电流电路中最小电流大于或等于被测电阻大于或等于被测电阻R R的额定电流，或超出电流表的量程的额定电流，或超出电流表的量程，必须，必须采用分压式接法。采用分压式接法。（2 2）负载电阻负载电阻阻值阻值R R远大于滑动变阻器的远大于滑动变阻器的总电阻总电阻R R0 0，若采用，若采用限流式接法，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的限流式接法，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（电压）变化也很小，必须用分压式电路电流（电压）变化也很小，必须用分压式电路 ；1 1下列情况下列情况必选必选分压式接法分

11、压式接法 （1 1）要求负载上电压或电流）要求负载上电压或电流变化范围较大变化范围较大，且从零开始连续可调且从零开始连续可调，必须用分压式接法；，必须用分压式接法；2 2下列情况应选用限流式接法下列情况应选用限流式接法 （1 1）测量时电路电流或电压不要求从零）测量时电路电流或电压不要求从零开始连续调节，开始连续调节，只是小范围内测量只是小范围内测量，且，且RxRx与与R R0 0接近，或接近，或RxRx小于小于R R0 0，采用限流式接法；，采用限流式接法；（2 2）滑动变阻器滑动变阻器额定电流太小额定电流太小,若采用分压接法可能会烧坏变阻若采用分压接法可能会烧坏变阻器器,则应选用则应选用限

12、流式接法限流式接法;(3)(3)两种电路均可使用两种电路均可使用，即，即两种电路都可以对负载的电流、电两种电路都可以对负载的电流、电压有明显的调节和控制压有明显的调节和控制时，从时，从安装简便，电源负担轻，节能安装简便，电源负担轻，节能等因素等因素考虑，宜考虑，宜选用限流式接法。选用限流式接法。一般地，在一般地，在R0R0比比RxRx大大5 5倍左右时，倍左右时，可以使电路中的电流或电可以使电路中的电流或电压有足够的调节范围，应优先考虑限流式接法；压有足够的调节范围，应优先考虑限流式接法；实验设计的特点实验设计的特点 1.1.多解性多解性:满足题目要求的设计方案可能有多种满足题目要求的设计方案

13、可能有多种;2.2.往往要求设计最佳方案往往要求设计最佳方案:有的题目要求设计最佳方案，则可能只有一种设计方案有的题目要求设计最佳方案，则可能只有一种设计方案,比如比如:实验要求有更大的测量范围实验要求有更大的测量范围,等等等等.实例分析一、电阻的测量一、电阻的测量测量电阻性元件电阻的一般方法测量电阻性元件电阻的一般方法（纯电阻、小灯泡）（纯电阻、小灯泡）.伏安法：伏安法：3.等效替代法：等效替代法：.安安法安安法伏安法的变通伏安法的变通RxR2R1ES1S2 G21Rx ARx A A2Rx A1 A2Rx A1Ro A2Rx A1Ro1 1、有一个电阻、有一个电阻RxRx，其阻值大约是其阻

14、值大约是25k 25k，可供选择的器材是：可供选择的器材是：电流表电流表A A1 1(0-100A,2k)(0-100A,2k)；电流表电流表A A2 2(0-500A,300)(0-500A,300)；电压表电压表V V1 1(0-10V,100k(0-10V,100k）；）；电压表电压表V V2 2(0-50V,500k(0-50V,500k）；）；直流稳压电源直流稳压电源 E E（15V15V，1A1A）；）；滑动变阻器滑动变阻器 R (1k,1W)R (1k,1W)；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，选取适当试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并

15、的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物画出电路图，再将如图示的实物连线。连线。+V+-A+-利用电压表、电流表测电阻利用电压表、电流表测电阻伏安法伏安法内接法？外接法？内接法？外接法？选什么规格的电表？选什么规格的电表？25k25k大电阻大电阻采用怎样的控制电路？采用怎样的控制电路？1 1、有一个电阻、有一个电阻RxRx，其阻值大约是其阻值大约是25k 25k，可供选择的器材是：可供选择的器材是：电流表电流表A1(0-100A,2k)A1(0-100A,2k)；电流表电流表A2(0-500A,300)A2(0-500A,300)；电压表电压表V1(0-10V,100kV1(0

16、-10V,100k）；）；电压表电压表V2(0-50V,500kV2(0-50V,500k）；）；直流稳压电源直流稳压电源 E E（15V15V，1A1A）；）；滑动变阻器滑动变阻器 R(1k,1W)R(1k,1W)；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，选取适当试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物画出电路图，再将如图示的实物连线。连线。可能最大电流：可能最大电流：ImIm15V/2515V/25kk =600A =600A选用选用A2A2，V1V1两两表表针都有足够大的偏转表表针都有足够大的偏转 比

17、较比较A2,V1A2,V1与与 RxRx的电阻值的电阻值,选用内接法选用内接法.考虑考虑V1V1，可能最大电流：可能最大电流：I Im m10V/2510V/25kk =400A =400A 阻值大小比较：阻值大小比较：“这部分电路这部分电路”电阻电阻滑动变阻器滑动变阻器R R选分压式控制电路选分压式控制电路V+-A+-+A2 V1RRxEk2 2、有一只电阻、有一只电阻R RX X，其阻值大约在其阻值大约在40-5040-50之间，需要进一步测定之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有：其阻值。现有的器材有：电池组电池组E E（电动势电动势9V9V，内阻约内阻约0.50.5）伏特表伏特表V

18、V（量程量程0-10V0-10V，内阻约内阻约20k20k）毫安表毫安表A A1 1（量程量程0-50mA0-50mA，内阻约内阻约2020）毫安表毫安表A A2 2（量程量程0-300mA0-300mA，内阻约内阻约44）滑动变阻器滑动变阻器R R1 1（0-1000-100，额定电流额定电流1A1A）滑动变阻器滑动变阻器R R2 2（0-17000-1700，额定电流额定电流0.3A0.3A）电键一只，导线若干。电键一只，导线若干。有两种可供选择的电路如图有两种可供选择的电路如图1 1和图和图2 2所示，实验中所示，实验中要求多测几组电流、电压值。要求多测几组电流、电压值。为了实验能正常进

19、行并减小系统误差，而且要为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图_所所示的电路；应选代号为示的电路；应选代号为_的毫安表和代号为的毫安表和代号为_的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏比真实值偏_。若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_所示的电路进行测量。所示的电路进行测量。仍然是利用电压表、电流表测电阻仍然是利用电压表、电流表测电阻内接法？外接法？内接法

20、？外接法？选什么规格的电表？选什么规格的电表？为为 采用怎样的控制电路？采用怎样的控制电路？伏安法伏安法2 2、有一只电阻、有一只电阻R RX X，其阻值大约在其阻值大约在40-5040-50之间，需要进一步测定之间，需要进一步测定其阻值。现有的器材有：其阻值。现有的器材有：电池组电池组E E（电动势电动势9V9V，内阻约内阻约0.50.5）伏特表伏特表V V（量程量程0-10V0-10V，内阻约内阻约20k20k）毫安表毫安表A A1 1（量程量程0-50mA0-50mA，内阻约内阻约2020）毫安表毫安表A A2 2（量程量程0-300mA0-300mA，内阻约内阻约44）滑动变阻器滑动变

21、阻器R R1 1（0-1000-100，额定电流额定电流1A1A）滑动变阻器滑动变阻器R R2 2（0-17000-1700，额定电流额定电流0.3A0.3A）电键一只，导线若干。电键一只，导线若干。有两种可供选择的电路如图有两种可供选择的电路如图1 1和图和图2 2所示，实验中所示，实验中要求多测几组电流、电压值。要求多测几组电流、电压值。为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要为了实验能正常进行并减小系统误差，而且要求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图求滑动变阻器要便于调节，在实验中应选图_所所示的电路；应选代号为示的电路；应选代号为_的毫安表和代号为的毫安表和代号为_的滑动变阻器。该实

22、验的系统误差主要是由的滑动变阻器。该实验的系统误差主要是由_引起的，这个因素总是使实验的测量值引起的，这个因素总是使实验的测量值比真实值偏比真实值偏_。若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图若已知所用的毫安表的准确电阻值，则应选用图_所示的电路进行测量。所示的电路进行测量。估估 算算可能最大电流：可能最大电流：ImIm=9V/50=9V/50或或ImIm=9V/40=9V/40 约约200mA200mA可用可用A2A2 比较比较“这部分电路这部分电路”的的电阻与电阻与滑动变阻器滑动变阻器 R大小大小 限流式控制电路限流式控制电路.选用选用A2A2，V V，两两表表针都有表表针都有足够大的偏

23、转足够大的偏转,满足要求。满足要求。比较比较A2,V与与 Rx的电阻值的电阻值,外接法外接法3.3.有一标有有一标有“6V6V，1.5W”1.5W”的小灯泡，现用图（的小灯泡，现用图（a a）所示电路测量其在不同电所示电路测量其在不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：A A直流电源直流电源 6V6V（内阻不计）；内阻不计）；B B直流电流表直流电流表0-3A0-3A（内阻内阻0.10.1以下）以下）C C直流电流表直流电流表0-300mA0-300mA（内阻约为内阻约为55）D D直流电压表直流电压表0-15V0-15V（内阻约为

24、内阻约为15k15k）E E滑动变阻器滑动变阻器10 2A 10 2A F F滑动变阻器滑动变阻器1k 0.5A1k 0.5A （1 1）实验中电流表应选用实验中电流表应选用 （用序号表示），滑动变阻器应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用 。（2 2）试按图（）试按图（a a）电路将图（电路将图（b b）所示器材连成电路所示器材连成电路研究小灯泡的功率规律，也要利研究小灯泡的功率规律，也要利用电压表、电流表进行测量。用电压表、电流表进行测量。伏安法伏安法已知电路，已知电路，选什么规格的器材？选什么规格的器材？3.3.有一标有有一标有“6V6V，1.5W”1.5W”的小灯泡，现用图（的小灯泡，

25、现用图（a a）所示电路测量其在不同电所示电路测量其在不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：A A直流电源直流电源 6V6V（内阻不计）；内阻不计）；B B直流电流表直流电流表0-3A0-3A（内阻内阻0.10.1以下）以下）C C直流电流表直流电流表0-300mA0-300mA（内阻约为内阻约为55）D D直流电压表直流电压表0-15V0-15V（内阻约为内阻约为15k15k）E E滑动变阻器滑动变阻器10 2A 10 2A F F滑动变阻器滑动变阻器1k 0.5A1k 0.5A （1 1）实验中电流表应选用实验中电流表应选用

26、（用序号表示），滑动变阻器应选用（用序号表示），滑动变阻器应选用 。（2 2）试按图（）试按图（a a）电路将图（电路将图（b b）所示器材连成电路所示器材连成电路小灯泡小灯泡:I:I0 0=0.25A=250mA=0.25A=250mA R RL L=24=24300mA300mA电流表电流表选用选用1010滑动变阻器滑动变阻器分压式电路分压式电路C CE E 4.为了测量一个标注为为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器材：电阻，有下面器材：A.量程为量程为5V，内阻为，内阻为20k电压表电压表B.量程为量程为12V，内阻为，内阻为50k电压表

27、电压表C.量程为量程为100mA，内阻为，内阻为50电流表电流表D.量程为量程为0.6A，内阻为，内阻为5电流表电流表E.阻值为阻值为020，额定电流为，额定电流为0.6A的滑动变阻器的滑动变阻器F.电动势为电动势为6V，内阻不计的电源，内阻不计的电源G.电动势为电动势为12V，内阻不计的电源，内阻不计的电源H.开关一个，导线若干开关一个，导线若干（1）上述器材中电压表选用）上述器材中电压表选用 ，电流表选用，电流表选用 ，电，电源选用源选用 。（填写器材前面的代号）。（填写器材前面的代号）（2）在给定的方框内画出实验电路图。）在给定的方框内画出实验电路图。（20072007年襄樊市高三年级年

28、襄樊市高三年级3 3月统考试题）月统考试题）4.为了测量一个标注为为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器材：电阻，有下面器材：A.量程为量程为5V，内阻为，内阻为20k电压表电压表B.量程为量程为12V，内阻为，内阻为50k电压表电压表C.量程为量程为100mA，内阻为，内阻为50电流表电流表D.量程为量程为0.6A，内阻为，内阻为5电流表电流表E.阻值为阻值为020，额定电流为，额定电流为0.6A的滑动变阻器的滑动变阻器F.电动势为电动势为6V，内阻不计的电源，内阻不计的电源G.电动势为电动势为12V，内阻不计的电源，内阻不计的电源H.开关一个

29、，导线若干开关一个，导线若干（1）上述器材中电压表选用）上述器材中电压表选用 ，电流表选用，电流表选用 ，电，电源选用源选用 。（填写器材前面的代号）。（填写器材前面的代号）（2）在给定的方框内画出实验电路图。）在给定的方框内画出实验电路图。6V6V电压时的电阻电压时的电阻伏安法伏安法测电压、电流测电压、电流选哪个电表？选哪个电表？用什么接法？用什么接法？估算估算 4.为了测量一个标注为为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器材：电阻，有下面器材：A.量程为量程为5V，内阻为，内阻为20k电压表电压表B.量程为量程为12V，内阻为，内阻为50k电压

30、表电压表C.量程为量程为100mA，内阻为，内阻为50电流表电流表D.量程为量程为0.6A，内阻为，内阻为5电流表电流表E.阻值为阻值为020，额定电流为，额定电流为0.6A的滑动变阻器的滑动变阻器F.电动势为电动势为6V，内阻不计的电源，内阻不计的电源G.电动势为电动势为12V，内阻不计的电源，内阻不计的电源H.开关一个，导线若干开关一个，导线若干（1）上述器材中电压表选用）上述器材中电压表选用 ，电流表选用，电流表选用 ，电，电源选用源选用 。（填写器材前面的代号）。（填写器材前面的代号）（2）在给定的方框内画出实验电路图。）在给定的方框内画出实验电路图。I Io o=P/U=0.5A=P

31、/U=0.5AR Ro o=U=U2 2/P=12/P=12 12V12V电压表电压表 0.6A0.6A电流表电流表电流表电流表、电压表电压表、灯泡电阻灯泡电阻比较比较比较比较选电源选电源6V6V电源？电源？12V12V电源？电源？“外接法外接法”A VRo 4.为了测量一个标注为为了测量一个标注为“6V,3W”的小灯泡额定功率时的的小灯泡额定功率时的电阻，有下面器材：电阻，有下面器材：A.量程为量程为5V，内阻为，内阻为20k电压表电压表B.量程为量程为12V，内阻为，内阻为50k电压表电压表C.量程为量程为100mA，内阻为，内阻为50电流表电流表D.量程为量程为0.6A，内阻为，内阻为5

32、电流表电流表E.阻值为阻值为020，额定电流为，额定电流为0.6A的滑动变阻器的滑动变阻器F.电动势为电动势为6V，内阻不计的电源，内阻不计的电源G.电动势为电动势为12V，内阻不计的电源，内阻不计的电源H.开关一个，导线若干开关一个，导线若干（1）上述器材中电压表选用）上述器材中电压表选用 ，电流表选用，电流表选用 ，电，电源选用源选用 。（填写器材前面的代号）。（填写器材前面的代号）（2）在给定的方框内画出实验电路图。）在给定的方框内画出实验电路图。A VRo 因为电流表有内阻，因为电流表有内阻，不可用不可用6V6V电源。电源。结果：结果：B B、D D、G G选控制电路选控制电路限流、分

33、压？限流、分压？5 51212R A VRoES？R A VRoES2020约约1717许多同学想当然的认为是分压式许多同学想当然的认为是分压式允许允许0.6A0.6A安全性原则安全性原则 分压式不可分压式不可测量中测量中R上电流将超过上电流将超过0.6A限流式电路限流式电路观察滑动变阻器、观察滑动变阻器、小灯泡的参数小灯泡的参数:Rm=20,I允允=0.6AR Ro o=12,I=12,Io=0.5A,5 51212R A VRoES最大最大2020调至调至1212选限流式选限流式R A VRoESR A VRoESR A VRoES？R A VRoES5 51212R A VRoES最大最

34、大2020 如果滑动变阻器允许的最大电流为如果滑动变阻器允许的最大电流为3A3A。哪个电路更好？。哪个电路更好？调至调至1212只需调至电压，不需要大范围调节只需调至电压，不需要大范围调节调至电压也是可行的调至电压也是可行的但是，多一个耗能回路但是，多一个耗能回路二者相比二者相比应选用限流式应选用限流式 现场练习现场练习：为了测量一个标注为为了测量一个标注为“3V,1.5W”的小灯泡的额定的小灯泡的额定功率，现有下面器材：功率，现有下面器材：A.电压表电压表V1：量程为量程为3V，内阻约为，内阻约为10kB.电压表电压表V2：量程为量程为6V，内，内约约为为25kC.电流表电流表A1：量程为量

35、程为3A，内阻，内阻约约为为0.2D.电流表电流表A2：量程为量程为0.6A，内阻，内阻约约为为1E.滑动变阻器滑动变阻器R1:阻值为阻值为0100，额定电流为，额定电流为2AF.滑动变阻器滑动变阻器R2:阻值为阻值为010，额定电流为，额定电流为0.6AG.电源电源E1：电动势为电动势为3V，内阻不计，允许通过的最大电流，内阻不计，允许通过的最大电流1AH.电源电源E2：电动势为电动势为6V，内阻不计，允许通过的最大电流，内阻不计，允许通过的最大电流0.6AI.开关一个，导线若干开关一个，导线若干（1 1）上述器材中电压表选用）上述器材中电压表选用 ，电流表选用，电流表选用 ，电源选用电源选

36、用 。（填写器材前面的序号）（填写器材前面的序号）（2 2）在给定的方框内画出实验电路图。）在给定的方框内画出实验电路图。2006年武汉部分学校联考题答案年武汉部分学校联考题答案 A2Rx A1 A2Rx A1RoRESRESRES A2Rx A1Ro A2Rx A1RoRES 现有一只标有现有一只标有“6V，0.3A”的小灯泡，请从下述器材中选出一些器材，的小灯泡，请从下述器材中选出一些器材，设计一个实验，能较为精确的测定小灯泡正常工作时的电阻值。设计一个实验，能较为精确的测定小灯泡正常工作时的电阻值。A电池组电池组 (12V、内阻约零点几欧、内阻约零点几欧)B单刀双掷开关单刀双掷开关S1一

37、只，单刀单掷开关一只，单刀单掷开关S2（电键）一只（电键）一只C电阻箱电阻箱R1（099.9，额定电流，额定电流1A）D电流表电流表A1(03 A，内阻约零点几欧，内阻约零点几欧)E电流表电流表A2(00.6 A，内阻约几欧，内阻约几欧)F滑动变阻器滑动变阻器R2(05，允许最大电流，允许最大电流2A)G滑动变阻器滑动变阻器R3(010，允许最大电流，允许最大电流2 A)H若干导线若干导线 （1）除选用）除选用A，B，C，H，电流表应选择，电流表应选择 ；滑动变阻器应选择；滑动变阻器应选择 （只填选项前的字母序号）。（只填选项前的字母序号）。（2）在答题卡的方框中画出实验所用的电路图。）在答题

38、卡的方框中画出实验所用的电路图。答案 L A2R1R3ES2S1若给出的器材改为：若给出的器材改为：“单刀单掷开关两个单刀单掷开关两个”变通变通 L A2R1R3ES2S1二、电表内阻的测量二、电表内阻的测量1、电流表内阻的测量；、电流表内阻的测量；2、电压表内阻的测量。、电压表内阻的测量。(一)电流表内阻的测量半偏法半偏法安安法安安法伏安法伏安法欧安法欧安法替换法替换法电流表内阻测量的一般方法电流表内阻测量的一般方法图21 1电路图电路图1 1中中E E为电源，其电动势为为电源，其电动势为E E，R R1 1为滑动变阻器，为滑动变阻器，R R2 2为电阻箱，为电阻箱，A A为电为电流表。用此

39、电路，经以下步骤可近似测得电流表流表。用此电路，经以下步骤可近似测得电流表A A的内阻的内阻R RA A：闭合闭合K K1 1，断开断开K K2 2，调节调节R R1 1，使电流表读数等于其量程使电流表读数等于其量程I I0 0；保持保持R R1 1不变，闭合不变，闭合K K2 2，调节调节R R2 2，使电流表读数等于使电流表读数等于I I0 0/2/2，然后读出然后读出R R2 2的值，的值，取取R RA A=R R2 2。按照电路图按照电路图2 2在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。真实值与测得值之差除以真实值叫测量结果的相对误差，即真实值

40、与测得值之差除以真实值叫测量结果的相对误差，即(R(RA A-R-R2 2)/R)/RA A,试试导出它与电源电动势导出它与电源电动势E E、电流表量程、电流表量程I Io o及电流表内阻及电流表内阻R RA A的关系式。的关系式。若已知若已知I Io o=10mA=10mA，真实值，真实值R RA A约为约为3030，要想使测量结果的相对误差不大于，要想使测量结果的相对误差不大于5%5%，电源电动势最小应为多少伏？，电源电动势最小应为多少伏？图1图21 1电路图电路图1 1中中E E为电源，其电动势为为电源，其电动势为E E，R R1 1为滑动变阻器，为滑动变阻器，R R2 2为电阻箱，为电

41、阻箱，A A为电为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得电流表流表。用此电路，经以下步骤可近似测得电流表A A的内阻的内阻R RA A：闭合闭合K K1 1，断开断开K K2 2，调节调节R R1 1，使电流表读数等于其量程使电流表读数等于其量程I I0 0；保持保持R R1 1不变，闭合不变，闭合K K2 2，调节调节R R2 2，使电流表读数等于使电流表读数等于I I0 0/2/2，然后读出然后读出R R2 2的值，的值，取取R RA A=R R2 2。按照电路图按照电路图2 2在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。在右边实物图所给出的实物图中画出连接导线。真实值与测得值之差除以真实值

42、叫测量结果的相对误差，即真实值与测得值之差除以真实值叫测量结果的相对误差，即(R(RA A-R-R2 2)/R)/RA A,试试导出它与电源电动势导出它与电源电动势E E、电流表量程、电流表量程I Io o及电流表内阻及电流表内阻R RA A的关系式。的关系式。若已知若已知I Io o=10mA=10mA，真实值，真实值R RA A约为约为3030，要想使测量结果的相对误差不大于，要想使测量结果的相对误差不大于5%5%，电源电动势最小应为多少伏？，电源电动势最小应为多少伏？图1半偏法半偏法（2 2）的相对误差，即的相对误差，即(R(RA A-R-R2 2)/R)/RA A,试导出它与电源电动势

43、试导出它与电源电动势E E、电流表量程、电流表量程I Io o及电流表内阻及电流表内阻R RA A的关系式。的关系式。若已知若已知I Io=10mAo=10mA，真实值，真实值R RA A约为约为3030，要想使测量结果的相，要想使测量结果的相对误差不大于对误差不大于5%5%，电源电动势最小应为多少伏？，电源电动势最小应为多少伏？2 2现要测量一电流表现要测量一电流表A A的内阻，给定器材有：的内阻，给定器材有：A A待测电流表待测电流表A A（量程量程300A300A，内阻内阻r r1 1约为约为100100）B B电压表电压表V V（量程量程3V3V，内阻内阻r r2 2=1k=1k）C.

44、C.直流电源直流电源E E（电动势电动势4V4V，内阻不计）内阻不计）D D定值电阻定值电阻 R R1 1=10=10 E E滑动变阻器滑动变阻器R R2 2（020020，允许通过的最大电流允许通过的最大电流0.5A0.5A）F F开关开关S S一个、导线若干根一个、导线若干根 要求测量时两块电表指针的偏转均超过要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半。其量程的一半。（1 1）在方框中画出测量电路原理图；）在方框中画出测量电路原理图；（2 2）电路接通后，测得电压表读数为）电路接通后，测得电压表读数为U U，电流表读数为电流表读数为A A，用已知和测量得的物理量用已知和测量得的物理量表

45、示电流表内阻表示电流表内阻r1=r1=2 2现要测量一电流表现要测量一电流表A A的内阻，给定器材有：的内阻，给定器材有：A A待测电流表待测电流表A A（量程量程300A300A，内阻内阻r r1 1约为约为100100）B B电压表电压表V V（量程量程3V3V，内阻内阻r r2 2=1k=1k）C.C.直流电源直流电源E E（电动势电动势4V4V，内阻不计）内阻不计）D D定值电阻定值电阻 R R1 1=10=10 E E滑动变阻器滑动变阻器R R2 2（020020，允许通过的最大电流允许通过的最大电流0.5A0.5A）F F开关开关S S一个、导线若干根一个、导线若干根 要求测量时两

46、块电表指针的偏转均超过要求测量时两块电表指针的偏转均超过其量程的一半。其量程的一半。（1 1）在方框中画出测量电路原理图；）在方框中画出测量电路原理图；（2 2）电路接通后，测得电压表读数为）电路接通后，测得电压表读数为U U，电流表读数为电流表读数为I I，用已知和测量得的物理量，用已知和测量得的物理量表示电流表内阻表示电流表内阻r1=r1=0.3mA0.03V3mA 两者并联，两者并联，可将电流提可将电流提高到高到3.3mA 3.3mA（大约）大约）然后再与然后再与V V表表串联。串联。从电流值上从电流值上可看出满足题可看出满足题目要求。目要求。U/r2=I+Ir1/R1(U/Ir2-1)

47、R1 V AR2R1ES（二）电压表内阻的测量伏伏法伏伏法半偏法半偏法伏欧法伏欧法伏安法伏安法电压表内阻测量的一般方法电压表内阻测量的一般方法1.某电压表的内阻在20千欧50千欧之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：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（电动势4V）电键K,导线若干。（1）所提供的电流表中，应选用_（填写字母代号）。（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。1.某电压表的内阻在20千欧50千欧之间，现要测量

48、其内阻，实验室提供下列可选用的器材：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（电动势4V）电键K,导线若干。（1）所提供的电流表中，应选用_（填写字母代号）。（2）为了尽量减小误差，要求测多组数据。试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。满偏电流：满偏电流：60A150A只能选A1表表V V与表与表A1A1串联使用串联使用 又考虑到滑动变阻器又考虑到滑动变阻器R R与电压表内阻大小与电压表内阻大小 分压式电路分压式电路 V A1RES伏安法伏安法2 2现要测量某一电压表现要测

49、量某一电压表V V的内阻。给定的器材有：的内阻。给定的器材有：待测电压表待测电压表V V（量程量程2V2V，内阻约为内阻约为4k4k）；）；电流表电流表mAmA（量程量程1.2mA1.2mA，内阻约内阻约500500）；）；直流电源直流电源E E（电动势约电动势约2.4V2.4V，内阻不计）；内阻不计）；固定电阻固定电阻3 3个：个：R1=4000R1=4000，R2=10000R2=10000，R3=15000R3=15000；电键电键S S及导线若干及导线若干 要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。（1 1）试从）试从3 3个固定电阻中选用

50、个固定电阻中选用1 1个，与其它器材个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）出。）（2 2）电路接通后，若电压表读数为）电路接通后，若电压表读数为U U，电流表读电流表读数为数为I I，则电压表内阻则电压表内阻R RV V_。mAV?有电流表与电有电流表与电压表组合，测电压压表组合，测电压表内阻表内阻2 2现要测量某一电压表现要测量某一电压表V V的内阻。给定的器材有：的内阻。给定的器材有：待测电压表待测电压表V V（量程量程2V2V，内阻