高中物理实验-----仪器的选择

如何选择电学仪器和实验电路忻城县中学主讲：罗增辉一、实验仪器的选择三个原则：（1）安全性原则：（2）准确性原则：（3）操作性原则：三个方面1.根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表2.根据电路中可能出现的电流或电压范围选择所需要的滑动变阻器3.应根据实验的基本要求来选择仪器选择仪器的一般步骤：1.找出唯一性的仪器2.草划电路图（暂不把电表接入）3.估算最大值（在限流电路中把滑动变阻器的触头推向最小值）4.考虑能否使电表达到满偏的一半以上注意：1.在“伏安法测电阻”和“伏安法测电源电动势和内电阻”的实验中，一般选用总阻较小的滑动变阻器，前者可方便调节，后者可减小误差。2.在滑动变阻器作限流使用时，为使负载RX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，就使其总阻值大于RX，一般在2－5倍为好。3.在滑变阻器作分压作用时，一般取滑变阻器的总阻值在0.1RX－0.5RX倍为好例题：有一电阻R，其阻值大约在40Ω－50Ω之间，需进一步测定其阻值，现有下列器材：电池组є，电动势为9V，内阻忽略不计；电压表V，量程为0至10V，内阻20Ω；电流表A1，量程为0至50mA，内阻约20Ω；电流表A2，量程为0－300mA,内阻约4Ω；滑动变阻器R1，阻值范围为0－100Ω，额定电流1A;滑动变阻器R2，阻值范围为0－1700Ω，额定电流0.3A，开关S及导线若干。实验电路图如图１所示，实验中要求多测几组电流、电压厦．在实验中应选电流表和滑动变阻器．例题：测一阻值约为12Ω的电阻，备有下列器材：A直流稳压电源（电动势6V，内阻很小）；B电流表（量程0~3A，内阻0.0125Ω）；C电流表（量程0~0.6A，内阻0.125Ω）；D电压表（量程3V，内阻3kΩ）；E电压表（量程6V，内阻6kΩ）；F滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）；G滑动变阻器（0~200Ω，额定功率0.3A）；H导线若干，电键一个。①电流表应选，电压表应选，变阻器为。②画出测量电路原理图。BDF二、实验电路（电流表内外接法）的选择（内接）（外接）1、为什么要选择连接方式？答：由于电流表和电压表都有内阻，不管电流表内接还是外接都将引起误差，为了减小误差我们要选择电流表的内、外接方式。2、如何选择电流表的内接或外接方式？a：阻值判断法：待测电阻值的阻值RXRV，即待测电阻Rx阻值较小约几欧～几十欧时，采用外接法误差较小。当Rx》RA即阻值较大约几千欧以上时，采用内接法误差较小。b：倍率比较法：如果RV/RxRx/RA采用外接法误差小如果RV/RxRx/RA采用内接法误差小。3、内接、外接各对测量结果有什么影响？答：内接：R测＞R真外接：R测＜R真4、如果RV、RA均不知大小，如何进行判断？ab（1）如果电流表示数变化明显，电流表应：（2）如果电压表示数变化明显，电流表应：答：利用试测法，如图内接即电键接b外接即电键接a例题：用伏安法测量阻值约为几十欧的线圈的电阻Ｒ，己知所用电流表的量程为（0～0.6Ｖ），内阻0.125Ω，电压表的量程为（0～15Ｖ），内阻为15kΩ，蓄电池组电压为12Ｖ，问应采用哪一种连接电路？分析：而题目给出的被测电阻阻值约为几十欧，可能大于43，也可能小于43，因此内接法、外接法两种电路均可采用。在具体的实验中若RA、RV，均不知的情况下，可用试触法判定，即通过改变电表的连接方式看电流表、电压表指针变化大小来确定．三、控制电路的选择（滑动变阻器的限流接法与分压接法）思考：滑动变阻器在电路中的作用？比较项目限流接法分压接法电路RX电压调节范围RX电流调节范围灯泡电流相同时电路消耗总功率闭合前触头的位置IE(I+I’)EbaEERRRXX~XXRERRE~0~EXRE~0优、缺点：降压：不能从零开始调节，调节范围较小但省电分压：调节范围大但耗电较多选择方法――通常变阻器以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压接法。A：若需要被测电阻Rx两端电压变化范围较大，或需要从零开始连读可调电压，应选分压电路。B:若采用限流电路时，如果电路中最小电流大于或等于被测电阻Ｒx的额定电流，必须采用分压电路C：当时RxR．为使被测电阻中电流有明显变化，也应选分压电路。电学实验小结电流表的内、外接实验器材的选用滑动变阻器的连接方式电路实物连图