電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選擇與電路設(shè)計(jì)策略

1、 電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的選擇和電路設(shè)計(jì)策略理科綜合對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽嗣鞔_的要求，即是“設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力”，它包含兩個(gè)方面：1獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力包括：（1）理解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅唬?）掌握實(shí)驗(yàn)方法步驟；（3）會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件和使用實(shí)驗(yàn)儀器，會(huì)處理實(shí)驗(yàn)安全問題；（4）會(huì)觀察、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；（5）會(huì)分析和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力能根據(jù)要求靈活運(yùn)用已學(xué)過的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和儀器，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問題一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)，它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的依據(jù)和起點(diǎn)，它決定了應(yīng)選用（或還需）哪些實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)測(cè)量哪些物理量，如

2、何編排實(shí)驗(yàn)步驟而實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)又往往依賴于所提供的實(shí)驗(yàn)器材（條件）和實(shí)驗(yàn)要求，它們相輔相成，互為條件以測(cè)量電表的內(nèi)阻為例：縱向：伏安法及變式1電流表、電壓表各一只，可以測(cè)量它們的內(nèi)阻VAVA2兩只同種電表，若知道一只的內(nèi)阻，就可以測(cè)另一只的內(nèi)阻A2A1V1V23兩只同種電表內(nèi)阻都未知，則需要一只電阻箱才能測(cè)定電表的內(nèi)阻V2V1RRA1A2G2G2R21V1V2R21SS橫向：除伏安法外，還常用替代法、半偏法和閉合電路歐姆定律（計(jì)算法）1替代法GR2S2R1S1R1SVR22半偏法VS2REr（內(nèi)阻不計(jì)）13閉合電路歐姆定律（計(jì)算法）二電學(xué)實(shí)驗(yàn)的器材選擇和電路設(shè)計(jì)1、電路結(jié)構(gòu)完整的實(shí)驗(yàn)電路包括三

3、個(gè)部分：測(cè)量電路，控制電路（變阻器、開關(guān)），電源測(cè)量電路器材選擇配置控制電路電路選擇控制調(diào)節(jié)2、思路 3、方法（1）、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)室條件選擇儀器是進(jìn)行正確測(cè)量的前提，一般遵循以下三原則：安全性原則：要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和客觀條件選用合適的儀器，使實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。另外還要注意測(cè)量?jī)x器的量程，電阻類器件的電流不能超過其最大允許電流等。準(zhǔn)確性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選用精度合適的測(cè)量工具，但對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)來講，精確程度夠用即可，并不是精度越高越好。操作性原則：實(shí)驗(yàn)時(shí)需考慮調(diào)節(jié)方便，便于操作，如滑動(dòng)變阻器的選擇，既要考慮它的額定電流，又要考慮它的阻值范圍，在二者都能滿足實(shí)驗(yàn)

4、要求的情況下，還要考慮阻值大小對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中是否調(diào)節(jié)方便的影響。根據(jù)教學(xué)大綱及高考考核的要求，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?？梢詮囊韵氯矫嫒耸郑篴根據(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電流表的電流和加在電壓表上的電壓均不超過使用量程然后合理選擇量程。務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)（一般取滿偏的1/3-2/3左右），以減少測(cè)讀的誤差b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)變阻器注意流過滑動(dòng)變阻器的電流不超過它額定值對(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c應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本要求來選擇儀器對(duì)于這種情況只有熟悉實(shí)驗(yàn)原理才能做出恰

5、當(dāng)?shù)倪x擇 對(duì)器材的選擇的一般步驟是：找出唯一性的器材；草畫電路圖（暫不把電表接入）；估算最大值（在限流電路中把滑動(dòng)變阻器觸頭推向最小值）；考慮能否都使電表達(dá)到滿偏的1/3以上。在“伏安法測(cè)電阻”和“伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，一般選用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器，前者可方便調(diào)節(jié)，后者可減少誤差。在滑動(dòng)變阻器作限流作用時(shí)，為使負(fù)載RX既能得到較寬的電流調(diào)節(jié)范圍，又能使電流變化均勻，選擇變阻器時(shí)，應(yīng)使其總電阻，R0大于RX，一般在25倍為好。在滑動(dòng)變阻器作為分壓作用時(shí)，一般取滑動(dòng)變阻器的總電阻R0在0.1RX0.5RX之間為好。例1： 有一電阻R ，其阻值大約在40 至50 之間，需進(jìn)一步測(cè)定

6、其阻值，現(xiàn)有下列器材：電池組E，電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；電壓表，量程為0至10，內(nèi)阻20；電流表A1，量程為0至50，內(nèi)阻約20；電流表A2，量程為0至300m，內(nèi)阻約4；滑動(dòng)變阻器R1，阻值范圍為0至100，額定電流1A；滑動(dòng)變阻器R2，阻值范圍為0至1700，額定電流0.，開關(guān)及導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)中要求多測(cè)幾組電流、電壓值在實(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，ImE/(Rx+RA1)0.14A超過了 A1的量程，假設(shè)選電流表 A2，則ImE/(Rx+RA2)0.18A，未超出A2的量程，故應(yīng)選電流表A2，

7、這一選擇遵循了安全性原則 對(duì)滑動(dòng)變阻器的選擇。假?zèng)]選R1，電路中的最小電流約為 IminE/(Rx+RA2+R1)0.06A， 故電路中的電流強(qiáng)度范圍為0.06A0.18A又假設(shè)選R2，電路中的最小電流約為 IminE/(Rx+RA2+R2)0.005A故電路中的電流強(qiáng)度范圍為0.005A - 0.18A，因?yàn)殡娏鞅鞟2。的量程為0.3，電流強(qiáng)度為0.06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)度太小，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)變阻器R1，這一選擇就遵循了方便性原則

8、 例2：欲用伏安法測(cè)定一個(gè)阻值約12的電阻，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，下列器材中應(yīng)選用的是_，畫出應(yīng)采用的電路圖。A、電池組（6V，內(nèi)阻很?。〣、電流表（03A，內(nèi)阻0.0125）C、電流表（00.6A，內(nèi)阻0.125）D、電壓表（03V，內(nèi)阻3k）E、電壓表（06V，內(nèi)阻6k）F、滑動(dòng)變阻器（020，1A）G、滑動(dòng)變阻器（0200，0.3A）H、電鍵、導(dǎo)線【分析與解答】找出唯一性器材：被測(cè)電阻、電池組A、電鍵和導(dǎo)線H；草畫電路圖；估算最大值：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的使用阻值為零時(shí)，電路中電流最大Im=/RX6/12=0.5A；因此選用C和E都可同時(shí)使電流表和電壓表指針半偏以上。變阻器選F（若選G則因額定電

9、流小而容易燒毀，且不方便調(diào)節(jié)）把電表接入時(shí)，用電流表外接法。(2)、實(shí)驗(yàn)電路（電流表內(nèi)外接法）的選擇 所謂內(nèi)、外接法是相對(duì)電流表的位置而言的無論哪種接法，都會(huì)由于電表的內(nèi)阻影響而帶來測(cè)量誤差從下表的分析可以看出，合理的選擇接法有利于減小誤差比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路VARxVARx誤差原因由于電流表內(nèi)阻的影響，電壓表測(cè)量值偏大，結(jié)果偏大由于電壓表內(nèi)阻的影響，電流表測(cè)量值偏大，結(jié)果偏小測(cè)量結(jié)果RxRVRxRx適用條件Rx遠(yuǎn)大于RARx遠(yuǎn)小于RV（1）若Rx、RA、RV的大小大致可估計(jì)，可用以下三種方法來選擇內(nèi)、外接法：當(dāng)Rx較大，滿足Rx遠(yuǎn)大于RA時(shí)，應(yīng)采用內(nèi)接法，因?yàn)榇藭r(shí)電流表的分壓

10、作用很小當(dāng)Rx較小，滿足Rx遠(yuǎn)小于RV時(shí)，應(yīng)采用外接法，因?yàn)榇藭r(shí)電壓表的分流作用很小當(dāng)Rx的大小難以斷定時(shí)，可采用計(jì)算臨界值的方法確定大小即算出臨界電阻，若RxR0則視為大電阻，若RxR0則視為小電阻VARx（2）若Rx、RA、RV的大小關(guān)系事先沒有給定，可用圖示試觸法確定內(nèi)外接法用電壓表的一個(gè)接線柱分別試觸M、N兩點(diǎn)，觀察先后兩次試觸時(shí)兩電表的示數(shù)變化情況，如果電流表的示數(shù)變化比電壓表的示數(shù)變化明顯，說明接M點(diǎn)時(shí)電壓表分流作用引起的誤差大于接N點(diǎn)時(shí)電流表分壓引起的誤差，這時(shí)應(yīng)采用內(nèi)接法反之則應(yīng)采用外接法例3： 有一小燈泡上標(biāo)有“6V0.6”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法測(cè)量這個(gè)燈泡的IU圖線，已知所

11、用器材有：是電流表（00.3，內(nèi)阻1）；電壓表（015，內(nèi)阻20k）；滑動(dòng)變阻器（030，2）；學(xué)生電源（直流9）；開關(guān)一只、導(dǎo)線若干為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小，畫出合理的實(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60，因此選擇電流表外接法電路如圖所示 在具體的實(shí)驗(yàn)中若RA、RV均不知的情況下，可用試觸法判定電流表內(nèi)接還是外接 (3)、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：限流接法和分壓接法，這兩種接法區(qū)別之處是：限流法分壓法合上電鍵前要使滑動(dòng)變阻器的電阻處于最大值，對(duì)應(yīng)圖中應(yīng)是滑動(dòng)頭移至最下端合上電鍵前要使用

12、電器受到的電壓最小，對(duì)應(yīng)圖中滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭應(yīng)移到最左端實(shí)物圖中只用到上下兩個(gè)接頭實(shí)物圖中用到上面一個(gè)下面兩個(gè)接頭電壓調(diào)節(jié)范圍電壓調(diào)節(jié)范圍滑動(dòng)變阻器的電阻與用電器的電阻差不多大時(shí)電壓調(diào)節(jié)作用最理想滑動(dòng)變阻器的電阻越小調(diào)節(jié)用電器的電壓作用越好同等條件下消耗功率較小同等條件下消耗功率較大在下列情況下應(yīng)選擇分壓電路：1實(shí)驗(yàn)要求待測(cè)電阻兩端電壓從零開始連續(xù)變化。2限流不能保證安全，即限流電路中的最小電流超過電表量程或用電器的額定電流常見于變阻器全電阻遠(yuǎn)小于測(cè)量部分電阻的情況3限流能保證安全，但變阻器調(diào)節(jié)過程中，電表讀數(shù)變化不明顯，不滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)量多組數(shù)據(jù)的要求常見于變阻器全電阻遠(yuǎn)小于測(cè)量部分電阻的情況

13、在限流、分壓兩種電路都滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，由于限流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗的電功率小，應(yīng)優(yōu)先選用滑動(dòng)變阻器的粗調(diào)和微調(diào)：在限流電路中，對(duì)測(cè)量電路而言，全電阻較大的變阻器起粗調(diào)作用，全電阻較小的變阻器起微調(diào)作用；在分壓電路中，變阻器的粗、微調(diào)作用正好與限流電路相反 例如在例3中，電路若采用限流電路，電路中的最小電流為 ,Imin等于小燈泡額定電流，滑動(dòng)變阻器無法對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，故必須采用分壓電路，如圖所示 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)外接法，再選擇控制電路并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 【練習(xí)1】在許多精密的儀器中，如果需要較精確地調(diào)節(jié)某

14、一電阻兩端的電壓，常常采用如圖7所示的電路。通過兩只滑動(dòng)變阻器R1和R2對(duì)一阻值為500左右的電阻兩端電壓進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào)。已知兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的最大阻值分別為200和10。關(guān)于滑動(dòng)變阻器R1和R2的聯(lián)接關(guān)系和各自所起的作用，下列說法正確的是（ ）A取R1=200,R2=10，調(diào)節(jié)R1起粗調(diào)作用B取R1=10,R2=200，調(diào)節(jié)R2起微調(diào)作用C取R1=200,R2=10，調(diào)節(jié)R2起粗調(diào)作用D取R1=10,R2=200，調(diào)節(jié)R1起微調(diào)作用【練習(xí)2】用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的阻值，備用器材如下 ：待測(cè)電阻Rx （阻值約為25k）；電流表A1：（量程100A，內(nèi)阻2k）；電流表A2：（量程500A，內(nèi)阻

15、300）；電壓表V1：（量程10V，內(nèi)阻100k）；電流表V2：（量程50V，內(nèi)阻500k）；電源E：（電動(dòng)勢(shì)15V，允許最大電流1A）；滑動(dòng)變阻器R：（最大阻值1k）；電鍵S，導(dǎo)線若干。為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，要求測(cè)多組數(shù)據(jù)（1）電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_（2）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖【練習(xí)3】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值（9001000）：電源E，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1=750；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r2=2500；滑線變阻器R，最大阻值約為100；單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測(cè)量電阻Rx的

16、一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中的相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）（2）根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫出連線（3）若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表v2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx=_【練習(xí)4】為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，采用如圖所示的電路其中：A1是待測(cè)電流表，量程為300A，內(nèi)阻約為100；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程為200A；R1是電阻箱，阻值范圍是0999.9；R2是滑動(dòng)變阻器；R3是保護(hù)電阻；E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻不計(jì)；S1是單刀擲開關(guān)S2是單刀雙擲開關(guān)（1）根據(jù)電路圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路（2）連接好電路，將開關(guān)S2扳到接

17、點(diǎn)a處，接通開關(guān)S1，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2使電表A2的讀數(shù)是150A；然后將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保護(hù)R2不變，調(diào)節(jié)電阻R1，使A2的讀數(shù)仍為150A若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖所示，電阻箱的阻值是_，則待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻R1=_（3）上述實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)端位置，都要保證兩塊電流表的安全在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用：_（填寫阻值相應(yīng)的字母）A200k B20k C15k D20（4）下面提供最大阻值不同的四個(gè)滑動(dòng)變阻器供選用既要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求，又要調(diào)整方便，滑動(dòng)變阻器_（填寫阻值相應(yīng)的字母）是最佳選擇A1k B5k C10k D25k【練習(xí)5】現(xiàn)有一塊5

18、9C2型的小量程電流表G（表頭），滿偏電流為50，內(nèi)阻約為800850，把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表，可供選擇的器材有：滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值20；滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值100k；電阻箱R，最大阻值9999；定值電阻R0，阻值1k；電池E1，電動(dòng)勢(shì)1.5V；電池E2，電動(dòng)勢(shì)3V；電池E3，電動(dòng)勢(shì)4.5V；（所有電池內(nèi)阻不計(jì)），標(biāo)準(zhǔn)電流表A，滿偏電流1.5mA；單刀單擲開關(guān)S1和S2；單刀雙擲開關(guān)S3；電阻絲及導(dǎo)線若干（1）采用如圖（甲）所示電路測(cè)量表頭的內(nèi)阻，為提高測(cè)量精確度，選用的滑動(dòng)變阻器為_，選用的電池為_甲 乙 丙（2）將G改裝成兩量程電流表，現(xiàn)有兩種備選電路，如圖（乙

19、）、（丙）所示圖_為合理電路，另一電路不合理的理由是_（3）將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表逐格進(jìn)行核對(duì)（僅核對(duì)1mA量程），畫出所用電路圖，圖中待核對(duì)的電流表符號(hào)用 來表示【練習(xí)6】 （1）一個(gè)電壓表VA的內(nèi)阻RA=1000，量程為1.0V，現(xiàn)要利用電阻箱擴(kuò)大它的量程，改裝成量程為3.0V的電壓表改裝后，再用一量程為3.0V的精確的電壓表VB對(duì)改裝后的電壓表的所有刻度進(jìn)行校準(zhǔn)除了這兩個(gè)電壓表VA、VB外，還有下列一些器材： 電源E（電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻較小）；變阻器R（總電阻約10）；電阻箱R0（09999）；開關(guān)S；導(dǎo)線若干如圖所示是以上器材和兩個(gè)電壓表VA、VB的實(shí)物示意圖，試在圖中畫出連線

20、，連成進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路 圖中電阻箱的取值等于_（2）用上述電壓表VB和改裝后并已校準(zhǔn)過的電壓表（以下稱之為VC）以及一個(gè)開關(guān)和一些導(dǎo)線，去測(cè)量一個(gè)電動(dòng)勢(shì)大約為2V的電源的內(nèi)阻r 簡(jiǎn)要寫出測(cè)量步驟用測(cè)得的量表達(dá)r的公式應(yīng)為r=_【練習(xí)7】某研究性學(xué)習(xí)小組為探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關(guān)系，設(shè)計(jì)并完成了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，以下是實(shí)驗(yàn)中可供選用的器材A待測(cè)小燈泡（額定功率6W，額定電流0.5A）；B電流表（量程00.6A，內(nèi)阻0.1）；C電壓表（量程05V，內(nèi)阻約5k）；D電壓表（量程015V，內(nèi)阻約15k）；E滑線變阻器（最大阻值50）；F滑線變阻器（最大阻值1k）；G直流電源（電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻可忽略

21、）；H開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑線變阻器，小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內(nèi)變化，從而測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流（1）請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出為完成上述實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的合理的電路圖并在每個(gè)選用的器材旁標(biāo)上題目所給的字母序號(hào) （2）如圖所示是該研究小組測(cè)得小燈泡的IU關(guān)系圖線由圖線可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而_（填“增大”、“減小”或“不變”）；當(dāng)小燈泡兩端所加電壓為6V時(shí)，其燈絲電阻值約為_（保留兩位有效數(shù)字）【練習(xí)8】有以下可供選用的器材及導(dǎo)線若干條,要求使用個(gè)數(shù)最少的儀器盡可能精確地測(cè)量一個(gè)電流表的滿偏電流 A被測(cè)電流表A1：滿偏電流約700800，內(nèi)阻約100，刻度均勻、總格數(shù)為N；

22、B電流表A2：量程0.6A，內(nèi)阻0.1；C電壓表V：量程3V，內(nèi)阻3k；D滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值200；E滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值1k；F電源E：電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻1.5；G開關(guān)一個(gè)（1）在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并在每個(gè)選用的儀器旁標(biāo)上題目所給的字母序號(hào)（2）測(cè)量過程中測(cè)出多組數(shù)據(jù),其中一組數(shù)據(jù)中待測(cè)電流表A的指針偏轉(zhuǎn)了n格，可算出滿偏電流Ig=_，式中除N、n外,其他字母符號(hào)代表的物理量是_ 【練習(xí)9】實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有的器材如下：電池E （電動(dòng)勢(shì)約10V、內(nèi)阻r約1）；標(biāo)準(zhǔn)電流表A1（量程300mA，內(nèi)阻r1約為5）；電阻箱R1（最大阻值999.9，阻值最小改變量為0.1）；滑動(dòng)變阻器R2（最

23、大阻值10）；開關(guān)S和導(dǎo)線若干要求設(shè)計(jì)個(gè)測(cè)定電流表A2（量程250mA，內(nèi)阻r2約為5）內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案（1）在方框中畫出測(cè)量電路，并在每個(gè)儀器旁標(biāo)上英文代號(hào)（2）要直接測(cè)出的物理量是_，用這些物理量表示待測(cè)電流表A2內(nèi)阻的計(jì)算公式是_ 【練習(xí)10】在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材： A干電池E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻小于1.0）；B電流表A1（滿偏電流3mA，內(nèi)阻r1=10）；C電流表A2（00.6A，內(nèi)阻0.1）；D滑線變阻器R1（020，10A）；E滑線變阻器R2（0100，10A）；F定值電阻R3（990）；G開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選

24、用的滑線變阻器是_（填字母代號(hào)）（2）請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出利用本題提供的器材所設(shè)計(jì)的測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖（3）如圖為某一同學(xué)根據(jù)他所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)給出的I1、I2圖線（I1為A1的示數(shù)，I2為A2的示數(shù)），由圖線可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)阻r =_【練習(xí)11】實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一電壓表，量程為150mV，內(nèi)阻約為150現(xiàn)要將其改成量程為10 mA的電流表，并進(jìn)行校準(zhǔn)為此，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：干電池E（電動(dòng)勢(shì)為1.5V），電阻箱R，滑線變阻器R，電流表 （有1.5mA，15mA與150 mA三個(gè)量程）及開關(guān)S（1）對(duì)電表改裝時(shí)必須知道電壓表的內(nèi)阻可用如圖所示的電路測(cè)量電壓表的內(nèi)阻在既不損壞儀器

25、又能使精確度盡可能高的條件下，電路中的電流表應(yīng)選用的量程是_若合上S，調(diào)節(jié)滑線變阻器后測(cè)得電壓表的讀數(shù)為150mV，電流表的讀數(shù)為1.05 mA，則電壓表的內(nèi)阻RmV為_(取三位有效數(shù)字)（2）在對(duì)改裝成的電流表進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，把作為標(biāo)準(zhǔn)電流表，畫出對(duì)改裝成的電流表進(jìn)行校準(zhǔn)的電路原理圖（滑線變阻器作限流使用），圖中各元件要用題中給出符號(hào)或字母標(biāo)注圖中電阻箱的取值是_（取三位有效數(shù)字），電流表應(yīng)選用的量程是_ 【練習(xí)12】一只量程為1V，內(nèi)阻RV約為900的電壓表是由小量程電流表改裝而成的，現(xiàn)在要測(cè)量它的內(nèi)阻并對(duì)該表進(jìn)行校正實(shí)驗(yàn)室提供了以下供選擇的器材： A待測(cè)電壓表 ；B標(biāo)準(zhǔn)電壓表（量程1 V）；

26、C滑動(dòng)變阻器（最大阻值1 000，額定電流1A）；D滑動(dòng)變阻器（最大阻值10，額定電流1A）；E電阻箱（最大阻值9999，最小改變量0.1）；F電阻箱（最大阻值999，最小改變量0.1 ）；G電池組（電動(dòng)勢(shì)約3 V，內(nèi)阻約1）；H導(dǎo)線和開關(guān)若干（1）為了用半偏法測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種電路，如圖甲、乙所示，要使測(cè)量較精確，應(yīng)選擇_（填“甲”或“乙”）電路在器材的選擇上，除了電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測(cè)電壓表外，還應(yīng)從提供的器材中選用_（用器材前的序號(hào)字母表示）用上述方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值RV_（填“大于”、“等于”或“小于”）電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值 （2）在對(duì)該電壓表進(jìn)行校正時(shí)，該同

27、學(xué)已經(jīng)選擇好器材，如圖所示若要求對(duì)電壓表的每一條刻度線都進(jìn)行校正，請(qǐng)你將這些器材連接成測(cè)量電路，并標(biāo)出所選滑動(dòng)變阻器的序號(hào)字母【練習(xí)13】量程為3V的電壓表V內(nèi)阻約為3k，要求測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的精確值實(shí)驗(yàn)中可供選用的器材有：電阻箱Ra（最大值9999.9，阻值最小改變量0.1）滑線變阻器Rb（最大阻值1000，允許最大電流0.2A）電源E（開路電壓約為5V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)）開關(guān)S及導(dǎo)線若干（1）設(shè)計(jì)一個(gè)易于操作的測(cè)量電路，要求畫出實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)出所用器材符號(hào)（2）列出測(cè)量步驟，并寫出計(jì)算電壓表內(nèi)阻的最后公式參考答案【練習(xí)1】B【練習(xí)2】（1）電壓表V1；電流表A2 （2）實(shí)驗(yàn)電路如圖所示【練習(xí)

28、3】電路原理圖如圖甲或乙所示（2）實(shí)物連線如圖甲或乙所示（3）若采用甲電路，若采用乙電路， 【練習(xí)4】（1）實(shí)物連線如圖所示（2）電阻箱的阻值R1 =86.3待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻（3）B（4）C【練習(xí)5】解析： （1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2電池應(yīng)選用E3（2）圖（乙）所示的電路較合理，因?yàn)閳D（丙）電路在通電狀態(tài)下，更換量程時(shí)會(huì)造成兩個(gè)分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞（3）核對(duì)電路如圖所示 【練習(xí)6】解析： （1）實(shí)物連線如圖所示，R0=2000（2）先將電壓表VC通過開關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，讀出VC上的示數(shù)UC；再將電壓表VC和VB串聯(lián)，通過開關(guān)、導(dǎo)線與電源連接，

29、讀出VC上的示數(shù)UC和VB上的示數(shù)UB 【練習(xí)7】（1）如下圖（左）所示 （2）增大，17【練習(xí)8】（1）實(shí)驗(yàn)電路如上圖（中）所示（2）滿偏電流，式中U為電壓表的讀數(shù)，RV為電壓表內(nèi)阻 【練習(xí)9】（1）如上圖（右）所示（2）A1、A2兩電流表的讀數(shù)I1、I2和電阻箱R1的阻值【練習(xí)10】（1）R1 （2） 電路如圖（右）所示 （3）1.4 8，0.8【練習(xí)11】（1）電流表選1.5mA量程 =143（2）16.8 量程選15mA【練習(xí)12】（1）乙；D、E；大于 （2）如上圖（右）所示【練習(xí)13】（1）如圖所示（2）合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針在中央刻度處，記下電阻箱的阻值R1；再

30、調(diào)節(jié)電阻箱電阻，便電壓表指針指在滿偏刻度處，記下電阻箱的阻值R2（或）參考解析【練習(xí)1】B【練習(xí)2】解析：（1）器材選擇（測(cè)量電路）從減小電表讀數(shù)引起的偶然誤差的角度考慮，兩電表及電表與電源間的配置要合理注意到電源電動(dòng)勢(shì)遠(yuǎn)小于電壓表V2的量程，而跟電壓表V1的量程較接近，若選用電壓表V2來測(cè)量電壓，其最大偏轉(zhuǎn)量達(dá)不到量程的1/3，讀數(shù)時(shí)偶然誤差太大，所以選用V1較恰當(dāng)； 而此時(shí)通過電流表的最大電流，因此，電流表A2與V1配置較好（2）電路選擇（控制電路）電路選擇主要從滑動(dòng)變阻器對(duì)電路的控制和調(diào)節(jié)的角度考慮若采用限流電路控制，注意到測(cè)量部分的總電阻約為20k，遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻（1k），要

31、保證電表安全，變阻器分得的電壓至少為5V，阻值應(yīng)調(diào)到10k，顯然，限流不能起到保證電表安全的作用，更不能進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，所以，只能采用分壓電路控制，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示【點(diǎn)評(píng)】 伏安法是測(cè)量電阻的一種最基本方法，其原理是部分電路歐姆定律，原理式為分析這類問題的關(guān)鍵是從電表配置要合理選擇器材，從對(duì)電路的控制和調(diào)節(jié)選擇控制電路并聯(lián)分流和串聯(lián)分壓原理是伏安法測(cè)電阻原理的遷移和延伸，下例是這類問題的變式【練習(xí)3】【點(diǎn)撥】 （1）本題中測(cè)量電阻的原理是并聯(lián)分流或串聯(lián)分壓由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于測(cè)量部分的阻值，且電源電動(dòng)勢(shì)大于兩電壓表的量程，在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過程中，為保證電壓表的安全，且其讀數(shù)有明顯的改

32、變，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式控制電路，電路原理圖如圖甲或乙所示（2）實(shí)物連線如圖甲或乙所示（3）若采用甲電路，根據(jù)并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系，解得若采用乙電路，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系，解得【點(diǎn)評(píng)】 本題主要考查電阻測(cè)量的原理、電路設(shè)計(jì)、實(shí)物連線等知識(shí)，測(cè)試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案的能力對(duì)于內(nèi)阻已知的電壓表，可作電流表使用使用電表時(shí)，必須考慮電表間的量程配置，本題要求電壓表讀數(shù)不小于量程的1/3，因此，電壓表V2與V1的位置不能互換進(jìn)行實(shí)物連線時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：a直流電表的正、負(fù)接線柱（正接線柱應(yīng)連接在電路電勢(shì)高端，負(fù)接線柱應(yīng)連接在電路電勢(shì)低端）；b電表的內(nèi)外接法；c滑動(dòng)變阻器的接法（限流或分壓，接

33、通電路后，應(yīng)使電表讀數(shù)最?。?；d開關(guān)的連接（應(yīng)在干路上，閉合前電表讀數(shù)為零）【練習(xí)4】解析： （1）實(shí)物連線如圖所示（2）電阻箱的阻值R1=01008106130.1=86.3本題測(cè)量電流表的內(nèi)阻的方法是“替代法”即用電阻箱的阻值替代電流表A1的內(nèi)阻值，其條件是：開關(guān)S2分別扳到a處和b處時(shí)，保持滑動(dòng)變阻器R2不變，且使電流表A2讀數(shù)相同所以，待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻（3）當(dāng)R2調(diào)為零時(shí)，要使電路中的電流I不超過電流表A2的量程，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻R總至少為：=20k由于電流表A1、A2的內(nèi)阻（約為100）遠(yuǎn)小于R總,故保護(hù)電阻R3應(yīng)選用20k的電阻，但若選用200k的電阻，則電

34、路中電流太小，電流表A1、A2指針偏轉(zhuǎn)量太小，讀數(shù)不明顯，實(shí)驗(yàn)誤差太大所以,正確的選項(xiàng)為B（4）由于R3=20k，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2時(shí)，要使電流表A2的讀數(shù)為150，則R3=21047k若選用1k或5k滑動(dòng)變阻器，則不能滿足實(shí)驗(yàn)要求（A2讀數(shù)為150）；若選用25k的滑動(dòng)變阻器，則調(diào)節(jié)范圍太?。ú环奖阏{(diào)節(jié)），所以，選用10k的滑動(dòng)變阻器較合適，正確的選項(xiàng)為C【點(diǎn)評(píng)】 實(shí)驗(yàn)條件的控制是高考考查的重點(diǎn)之一保護(hù)電阻和滑動(dòng)變阻器在電路中起著控制和調(diào)節(jié)的作用，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和要求進(jìn)行優(yōu)選，既要保證電表安全(不能太小)，又要方便調(diào)節(jié)(不能太大)【練習(xí)5】解析： （1） 用此電路測(cè)量表頭內(nèi)阻的方法是半

35、偏法 S2斷開和S2閉合的兩次操作中要求干路電流（Ig）近似不變，而滿足這個(gè)條件必須使滑動(dòng)變阻器R的阻值遠(yuǎn)大于Rg，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2而，顯然E越大，R2越大，實(shí)驗(yàn)條件滿足得越好，誤差越小，所以，電池應(yīng)選用E3（2）圖（乙）所示的電路較合理，因?yàn)閳D（丙）電路在通電狀態(tài)下，更換量程時(shí)會(huì)造成兩個(gè)分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端，以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞（3）核對(duì)電路如圖所示為使改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)表在01mA之間逐格核對(duì)，應(yīng)選用分壓電路由于和滿偏電流和滿偏電壓都很小，為使滑動(dòng)變阻器便于調(diào)節(jié)，即有較大的調(diào)節(jié)范圍，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R1，電池應(yīng)選用E1，且在電流表所在的支路上串聯(lián)定值電阻R0，起保護(hù)作