如何选择电学仪器和实验电路 [高中物理 物理教学 ppt课件]

授课人欧中亚恒定电流实验基础恒定电流实验基础实验能力能独立完成“知识内容表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论。能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。考纲要求考纲要求1描绘小灯泡的伏安特性2测定金属丝的电阻率（同时练习使用螺旋测器）3测定电池的电动势和内电阻4电流表改装半偏法测定电表的内电阻5用多用电表探测黑箱内的电学元件测电流、电压、电阻6练习使用示波器7传感器的简单应用恒定电流分组实验恒定电流分组实验恒定电流部分要求会正确使用的仪器主要有螺旋测微器、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、多用电表、示波器等安全性如何选择电学仪器和实验电路基本原则精确性方便性误差小仪器少耗电少综合考虑综合考虑安全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。一、实验仪器选择的基本原则精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。方便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。1根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表首先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然后合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/32/3左右），以减少测读的误差根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验仪器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面入手2根据电路中可能出现的电流或电压范围需要选择滑动受阻器，注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用3应根据实验的基本要求来选择仪器对于这种情况只有熟悉实验原理才能做出恰当的选择器材选择的一般步骤是找出唯一性的器材；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器触头推向最小值）；考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。例1有一电阻R，其阻值大约在40至50之间，需进一步测定其阻值，现有下列器材电池组，电动势为9V，内阻忽略不计；电压表，量程为0至10，内阻20；电流表A1，量程为0至50，内阻约20；电流表A2，量程为0至300M，内阻约4；滑动变阻器R1，阻值范围为0至100，额定电流1A；滑动变阻器R2，阻值范围为0至1700，额定电流0，开关及导线若干实验电路图如图所示，实验中要求多测几组电流、电压值在实验中应选电流表和滑动变阻器A2R1比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差来源测量结果适用条件二、实验电路（电流表内外接法）选择的依据R测U/IRX偏大R测U/IRX偏小电流表的分压电压表的分流例2用伏安法测量阻值约为欧的线圈的电阻，己知所用电流表的量程为（006），内阻0125，电压表的量程为（015），内阻为15K，蓄电池组电压为12，问应采用哪一种连接电路若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，内接法、外接法两种电路均可采用。几千几十几分析与解因为R43若题目给出的被测电阻阻值约为几千欧，大于43，采用内接法若题目给出的被测电阻阻值约为几欧，小于43，采用外接法比较项目限流式接法分压式接法电路电压调节的范围电流调节的范围电能损耗电路连接三、控制电路（滑动变阻器的接法）的选择EIR电源负担轻E（IRIAP）电源负担重简便复杂三、控制电路（滑动变阻器的接法）的选择（1）若需要被测电阻R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；（4）当R0R时（或两者相差不多），虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制或两种电路都满足实验要求时但限流电路具有节省电能、电源负担轻、电路连接简便等优点，应选限流电路较好（3）当R0R时为使被测电阻中电流有明显变化，也应选分压电路；（2）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的额定电流，必须采用分压电路；例3有一小灯泡上标有“6V06”的字样，现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线，已知所用器材有电流表（003，内阻1）；电压表（015，内阻20K）；滑动变阻器（030，2）；学生电源（直流9）；开关一只、导线若干为使实验误差尽量减小，画出合理的实验电路图例例4欲用伏安法测定一个阻值约欲用伏安法测定一个阻值约12欧的电阻，要欧的电阻，要求测量结果尽量准确，下列器材中应选用的是求测量结果尽量准确，下列器材中应选用的是_，画出应采用的电路图。，画出应采用的电路图。A、电池组（、电池组（6伏，内阻很小）伏，内阻很小）B、电流表（、电流表（03安，内阻安，内阻00125欧）欧）C、电流表（、电流表（006安，内阻安，内阻0125欧）欧）D、电压表（、电压表（03伏，内阻伏，内阻3千欧）千欧）E、电压表（、电压表（06伏，内阻伏，内阻6千欧）千欧）F、滑动变阻器（、滑动变阻器（020欧，欧，1安）安）G、滑动变阻器（、滑动变阻器（0200欧，欧，03安）安）H、电键、导线、电键、导线电表接入时，用电流表外接法。变阻器可采用限流作用。此题中变阻器也可采用分压作用。实物连接以其考察的知识点较多和要求思考问题全面等特点，成为高中物理实验的热点。然而学生在这种题上往往失误太多。究其原因，就是没有建立起完整、细致、合理的思维程序，使得连出的线路图出现错误或疏漏。我们可以把解决实物连线的问题的思路建立一个程序如下四、实物连接根据原理画出电路图根据要求选择器材及量程根据先并后串或先串后并的方法连接实物图连接时要注意电流的方向、仪表的量程、变阻器的接法及滑片的初位置例例5试根据右图连接下列实物试根据右图连接下列实物五、电路图的设计比较下列实验的电路图，并思考分别属于哪一个分组实验。练习练习1在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20千欧，电流表的内阻约为10欧，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上如右图所示。1根据各点表示的数据描出IU图线，由此求得该电阻的阻值RX_欧保留两位有效数字。2画出此实验的电路原理图。25K练习练习2为了研究一个“25V02W”小灯泡的伏安特性,现有蓄电池1只,电键1个,导线若干,其它可供选择的器材如下A量程为03A,内阻为0025的电流表1只B量程为006A,内阻为02的电流表1只C量程为0100MA,内阻为5的电流表1只D量程为03V,内阻为10K的电压表1只E量程为015V,内阻为50K的电压表1只F额定电流为1A,阻值为05的滑动变阻器1只1要正确完成这个实验,电流表应选,电压表应选填相应器材的代号2画出实验的电路原理图DC练习练习3小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）IA012021029034038042045047049050UV020040060080100120140160180200（1）画出实验电路图。可用的器材有电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围010）、电源、小灯泡、电键、导线若干。（2）画出小灯泡的UI曲线。（3）将小灯泡接在电动势是15V、内阻是20的电池的两端，小灯泡的实际功率是多少（简