电学实验中电路的选择及仪器选择林少平福建南安华侨中学(362333)近几年来,高考加强了对实验的考查,实验题已成为高考非常重要的一项,实验题占全卷分值的比例逐年有所增加。而电学实验又是高考实验考查的重中之重,下面我们就电学实验中关于电路选择、仪器选择应注意的事项作简单分析。一、电路选择(一)电流表内接法和外接法:由于电流表、电压表的内阻影响,不管采用电流表内接还是外接,都将引起误差,分析时紧紧抓住:电压表和电流表的读数尽可能是待测电阻RX两端电压和通过电流的值。1、当RV>>RX时(所谓远大于,一般是指大于100倍以上)。采用电流表外接,因为此时RV引起的分流误差很小,安培表的读数几乎就是通过RX的电流,而伏特表读数就是RX两端的电压。2、当RA<<RX时,采用电流表内接法。因为此时RA引起的分压误差很小,伏特表的读数几乎就是RX两端的电压,而安培表的读数就是通过RX的电流。(二)变阻器的限流和分压作用2、分压作用:滑动变阻器当分压使用时,调节负载上电压的范围比限流时调节范围大,调节范围为0~ε。合上开关前,滑动触头移至使负载的电压和电流最小的位置。3、应特别注意在下述三种情况时,一定要选择分压电路。⑴如待测电阻两端电压的调节范围要求较大。⑵如图电路中,若触头滑到最左端a时,此时电路中的最小电流如超过RX的额定值时,必须采用分压电路。⑶如图(电路图同上)滑动变阻器总电阻R小于待测电阻时,即R<RX,以至当触头滑到两端时,电路中电流变化范围不大,此时要采用分压电路。例1:(1994年高考试题)用伏安法较准确测量一个阻值约50欧的定值电阻,器材规格如下:A、电池组(6伏,内阻很小)B、电流表(0—50毫安,内阻20欧)C、电压表(0—3伏,内阻5千欧)D、滑动变阻器(0—10欧,1安)E、电键一个,导线若干条根据器材的规格和实验要求,画出实验原理图,并连接实物图,同时用箭头标明变阻器的滑动触头在即将闭合开关前所处的位置。[分析和解答]①先确定采用电流表内接电路还是外接电路:因为RX/RA=50/20=2倍,没有达到内接的要求(RA<<RX),又因为RV/RX=5000/50=100,所以电流表应采用外接。②再确定滑动变阻器是采用限流还是分压:因为若采用限流线路,当开始使用最大阻值时电路中的最小电流I小==75毫安,已超过电流表的量程,所以为保护器材,必须使滑动变阻变成分压作用,且开始时触头滑到最左端使流过电流表流最小。二、仪器的选择1、根据实验原理和实验室条件选择仪器是进行正确测量的前提,一般遵循以下三原则:⑴可行性原则:要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器,使实验切实可行,能达到预期目标。另外还要注意测量仪器的量程,电阻类器件的电流不能超过其最大允许电流等。⑵准确性原则:根据实验的需要,选用精度合适的测量工具,但对某个实验来讲,精确程度够用即可,并不是精度越高越好,对各种电表,一般要求它的实际读数不小于量程的1/2。⑶操作性原则:实验时需考虑调节方便,便于操作,如滑动变阻器的选择,既要考虑它的额定电流,又要考虑它的阻值范围,在二者都能满足实验要求的情况下,还要考虑阻值大小对实验操作中是否调节方便的影响。2、对器材的选择的一般步骤是:①找出唯一性的器材;②草画电路图(暂不把电表接入);③估算最大值(在限流
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