c电学仪表的使用和选择

1、电学仪表的使用和选择3.206mm20.30mm一、一、电学实验仪器的使用常规电学实验仪器的使用常规二、二、电表的使用电表的使用电流和电压的测量电流和电压的测量 1 1. . 清楚仪器的量程清楚仪器的量程 2 2清楚仪器的最小分度清楚仪器的最小分度 3 3清楚仪器的读数方法清楚仪器的读数方法 三三、滑动变阻器的使用、滑动变阻器的使用 两种电路比较两种电路比较 例例1 1 特殊接法特殊接法四、四、 电阻箱的使用电阻箱的使用五、五、 欧姆表的使用欧姆表的使用六、六、选择器材和电路的一般原则选择器材和电路的一般原则 例例2 2 例例3 3 1 1电压表、电流表的选择电压表、电流表的选择 2 2滑动变

2、阻器的选择滑动变阻器的选择 3 3安培表内接法和外接法的选择安培表内接法和外接法的选择 4.4.分压电路和限流电路的选择分压电路和限流电路的选择一、电学实验仪器的使用常规一、电学实验仪器的使用常规在中学电学实验中，常用的测量仪器是电压表在中学电学实验中，常用的测量仪器是电压表、电流表、灵敏电流计、多用表等、电流表、灵敏电流计、多用表等使用它们时一般要先做到：使用它们时一般要先做到：B.清楚仪器的最小分度，清楚仪器的最小分度，C.清楚仪器的读数方法，清楚仪器的读数方法，D.检查并调整机械零点检查并调整机械零点E. 对欧姆表要对欧姆表要检查并调整机械零点检查并调整机械零点A.清楚仪器的量程，了解电

3、表的内阻清楚仪器的量程，了解电表的内阻返回返回二、电表的使用二、电表的使用电流和电压的测量电流和电压的测量电流表电流表是由灵敏电流计并联一个是由灵敏电流计并联一个小小的分流电阻而成，的分流电阻而成， 因此内电阻因此内电阻很小很小。理想电流表内电阻为零。理想电流表内电阻为零。 电流表电流表要要串联串联在电路中。在电路中。返回返回电压表电压表是由灵敏电流计串联一个是由灵敏电流计串联一个大大的的分压分压电阻而成，电阻而成，因此内电阻因此内电阻很大很大。理想电压表内电阻为无穷大。理想电压表内电阻为无穷大。 电压表电压表要要并联并联在电路两端。在电路两端。1.1.清楚仪器的量程清楚仪器的量程2 2清楚仪

4、器的最小分度清楚仪器的最小分度学生用的电流表学生用的电流表0 00.6A0.6A挡的最小分度是挡的最小分度是0.02A0.02A，0 03A3A挡的最小分度是挡的最小分度是0.1A0.1A学生用的电压表学生用的电压表0 03V3V挡的最小分度是挡的最小分度是0.1V0.1V，0 015V15V挡的最小分度是挡的最小分度是0.5V0.5V3 3清楚仪器的读数方法清楚仪器的读数方法 请读出图示电压表、电流表的示数请读出图示电压表、电流表的示数电压表电压表03V挡读数为挡读数为 ， 015V挡读数为挡读数为 ，1.90V9.5V电流表电流表00.6A挡读数为挡读数为 ， 03A挡读数为挡读数为 0.

5、180A0.89A返回返回三、滑动变阻器的使用三、滑动变阻器的使用ABCD串联限流电路串联限流电路并联分压电路并联分压电路分压器分压器滑动变阻器的滑动变阻器的两种主要连接方式：两种主要连接方式：RXRA BC (D)RXR两种接法均可起到调压，限流作用，两种接法均可起到调压，限流作用， 但调节范围不同，功率损耗也不同但调节范围不同，功率损耗也不同 分压接法分压接法的优势是：电压变化范围大，的优势是：电压变化范围大，限流接法限流接法的优势的优势在于电路连接简便，附加功率损耗较小当两种接法均在于电路连接简便，附加功率损耗较小当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法当负载可满足实验要求时，一般选

6、限流接法当负载Rx较小较小，变阻器总阻值，变阻器总阻值R较大时（较大时（R是是Rx的几倍），限流接法的几倍），限流接法对电流、电压控制范围较宽，控制作用显著，一般用限对电流、电压控制范围较宽，控制作用显著，一般用限流接法。但当负载电阻流接法。但当负载电阻Rx较大，而变阻器总阻值较大，而变阻器总阻值R较小较小时（时（Rx是是R的几倍），限流接法对电流，电压控制范围的几倍），限流接法对电流，电压控制范围较小调控作用不明显，一般选分压接法较小调控作用不明显，一般选分压接法 返回返回限流电路限流电路分压电路分压电路电压范围电压范围电流范围电流范围UURRRXXXXRURRUXRU00U两种电路比较：两

7、种电路比较： 例例1. 某学生想按图示某学生想按图示A 或或B电路，用导线将电路，用导线将6V电电池组，池组，“6V、2A”小灯，小灯，010滑动变阻器和电滑动变阻器和电键连接成一个调光台灯，请你分析这两个电路的台键连接成一个调光台灯，请你分析这两个电路的台灯在使用时的优、缺点。灯在使用时的优、缺点。解答解答：对于电路：对于电路A，小灯，小灯D 的最大电流约为的最大电流约为IA =E/RD，最小电流最小电流 IA =E /（RD+R），灯不会熄灭，灯的亮度），灯不会熄灭，灯的亮度调节范围较小。调节范围较小。 RDR（A）RDR（B） 对于电路对于电路B，小灯，小灯D 两端的电压可调到两端的电压

8、可调到0，最小电，最小电流流 IB =0，灯的亮度调节范围较大，小灯电流为，灯的亮度调节范围较大，小灯电流为0 时，时，电源输出电流不为电源输出电流不为0，正常工作时变阻器要多消耗一，正常工作时变阻器要多消耗一部分电能，不经济。部分电能，不经济。返回返回RXa bUPIIXI /r右图电路中，设路端电压右图电路中，设路端电压U不变。当不变。当滑动变阻器的滑动触头滑动变阻器的滑动触头P从从a端滑向端滑向b端的端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐逐渐增大；增大；RX两端的电压逐渐增大，电流两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大（这是实验中常用的分压电也逐渐增大（这

9、是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流左半部的电流I 先减小后增大。先减小后增大。滑动变阻器的两种特殊接法。滑动变阻器的两种特殊接法。右图电路中，当滑动变阻器的滑动触右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头头P从从a端滑向端滑向b端的过程中，到达中点端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表电流表A的示数先减小后增大；可以证的示数先减小后增大；可以证明：明：A1的示数一直减小，而的示数一直减小，而A2的示数一的示数一直增大。直增大。a bPE rA1 A A2返回返回四四. 电阻箱的使用电阻箱的使用17654

10、328901765432890176543289017654328901765432890176543289011001010000100000100045190 45190 五、欧姆表的使用五、欧姆表的使用122 选档选档调零调零测量测量换档换档再调零再调零测量测量读数读数结束结束注意注意返回返回六、选择器材和电路的一般原则1安全性原则安全性原则 不超过电表量程不超过电表量程2精确性原则精确性原则 尽量减小测量误差尽量减小测量误差 a. 选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、电选择量程时，尽量使得在读数时，电流表、电压表指针的偏角超过满刻度的压表指针的偏角超过满刻度的2/3，欧姆表指针尽量，

11、欧姆表指针尽量在表盘的中间附近。在表盘的中间附近。 b. 多次重复测量，求平均值。多次重复测量，求平均值。 3简便性原则简便性原则 在中学电学实验中，选择器材和电路的原则是：在中学电学实验中，选择器材和电路的原则是：返回返回例：有一个电阻例：有一个电阻RxRx，其阻值大约是，其阻值大约是25 k25 k，可供选择，可供选择的器材是：的器材是：1.1. 电流表电流表A1 (0-100A, 2 kA1 (0-100A, 2 k) )2.2. 电流表电流表A2 (0-500A, 300A2 (0-500A, 300) )3.3. 电压表电压表V1 (0-10V, 100 kV1 (0-10V, 10

12、0 k）4.4. 电压表电压表V2 (0-50V, 500 K V2 (0-50V, 500 K ）5.5. 直流稳压电源直流稳压电源E E（15V15V，1A1A）6.6. 滑动变阻器滑动变阻器R (1R (1k k, 1W), 1W)7.7. 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，选取适当的电路，使测量尽可能试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，并将实物图连线。准确，并画出电路图，并将实物图连线。解：解：1电压表、电流表的选择电压表、电流表的选择超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压器接法。若电

13、压表选若电压表选V V2 2（50V50V），因为电源电压），因为电源电压15V15V不足其量程不足其量程 的的1/31/3，所以，所以电压表应选电压表应选V V1 1（10V10V）。由于电阻由于电阻R RX X 中的最大电流为中的最大电流为 I = 10V /25KI = 10V /25K = 0.4mA = 400A = 0.4mA = 400A，RXVA25K15V1K VARX25K15V1K若滑动变阻器用限流接法，若滑动变阻器用限流接法，电路中的最小电流为电路中的最小电流为 I = 15V /26K I = 15V /26K = 0.577mA=577A = 0.577mA=577

14、A，所以所以电流表选电流表选A A2 2（500 A 500 A ）。例例2 22滑动变阻器的选择滑动变阻器的选择滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，滑动变阻器在电路中起调节电流电压的作用，为了使电流电压有较明显的变化，为了使电流电压有较明显的变化，在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值在限流电路中，一般滑动变阻器的阻值 R R（3 35 5）R RX X在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值在分压器电路中，一般滑动变阻器的阻值 R R（1/31/31/51/5）R RX X3.3.安培表内接法和外接法的选择安培表内接法和外接法的选择 因为因为R RX X=25K =25K R RA A=300

15、 =300 所以采用所以采用安培表内接法安培表内接法例例2 24分压电路和限流电路的选择分压电路和限流电路的选择分压电路可以使待测电阻上的电压从最大值调分压电路可以使待测电阻上的电压从最大值调到零，限流电路却不可以分压电路连线复杂到零，限流电路却不可以分压电路连线复杂，限流电路连线简单分压电路消耗的额外功，限流电路连线简单分压电路消耗的额外功率大，限流电路消耗的额外功率小我们可根率大，限流电路消耗的额外功率小我们可根据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择据这两种电路的特点，按照实验要求进行选择在上面例题中，如果用限流电路，因待测电阻在上面例题中，如果用限流电路，因待测电阻值是滑动变阻器总阻值

16、的值是滑动变阻器总阻值的25倍，所以变阻器对倍，所以变阻器对电流、电压的的调节作用很小这里我们应该电流、电压的的调节作用很小这里我们应该选用调节作用范围大的分压电路选用调节作用范围大的分压电路例例2 2根据以上分析，画出实验电路图如下：根据以上分析，画出实验电路图如下： 电流表电流表A1 (0-100A, 2 kA1 (0-100A, 2 k) )电流表电流表A2 (0-500A, 300A2 (0-500A, 300) )电压表电压表V1 (0-10V, 100 kV1 (0-10V, 100 k） 电压表电压表V2 (0-50V, 500 K V2 (0-50V, 500 K ）A2V1R

17、X25K=15V1K +返回返回例例2 2实物图连线如图示：实物图连线如图示：例例3为了测定一个为了测定一个“6.3V，1W”的小电珠正常发光时的电阻，的小电珠正常发光时的电阻，Av实验室提供了下列实验器材：实验室提供了下列实验器材： A电流表电流表A 1 ： （ 0.6A，0.2）B毫安表毫安表A 2 ： （ 200mA，0.5）C电压表电压表V 1 ： （10V，1k）D电压表电压表V 2 ： （15V，1.5k）E电源电源 E1= 6V，2AF电源电源 E2= 9V，1AG电源电源 E3= 15V，0.1AH可变电阻可变电阻 R1=10，1WI 可变电阻可变电阻 R2= 20，0.8W

18、J 可变电阻可变电阻 R3= 50， 0.5W K导线若干，电键一个导线若干，电键一个 实验时应选用的器材是实验时应选用的器材是 在右边的线框中画出实验的电路图，要求测量误差尽可能在右边的线框中画出实验的电路图，要求测量误差尽可能小小B C F I K1.先选择电源：先选择电源：E.E1= 6V 2A F. E2= 9V 1A G. E3= 15V 0.1A 可见可见E1太小，太小， E3太大，应太大，应选用选用F：E2 = 9V 2. 求出小电珠及可变电阻的额定值：求出小电珠及可变电阻的额定值： 小电珠小电珠“6.3V，1W” H.R1=10，1W I. R2= 20，0.8W J. R3=

19、 50， 0.5W I1 0.32A I20.2A I30.1A I 灯灯0.16A R 灯灯=40 3.3.可变电阻的选择：可变电阻的选择： R3 的额定电流小于的额定电流小于I 灯灯，不能用，不能用对于对于R1 ，若选，若选分压电路，可变电阻分压电路，可变电阻R R中的电流大于中的电流大于I1 ，不能用。，不能用。 若选若选限流电路，最小电流大于限流电路，最小电流大于I 灯灯，也不能用。，也不能用。 只能选只能选I I：R2 = 20RDRRDR9V9V9V9V4.4.分压电路和限流电路的选择：分压电路和限流电路的选择：若用分压电路，电阻若用分压电路，电阻R R2 2 中电流大于中电流大于

20、I2 ，不能用。，不能用。只能只能选选限流电路限流电路. .5.5.电表的选择：电表的选择：选选 B ：200mA 0.5 C ：10V 1k电阻电阻R 灯灯=40 较大，用内接法较大，用内接法6.6.安培表内接法和外接法的选择：安培表内接法和外接法的选择：返回返回例例3 3实验时应选用的器材是实验时应选用的器材是 B C F I K 描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线1.画出实验电路图如图示画出实验电路图如图示AA C BV2.什么电流表采用外接法？什么电流表采用外接法？3.滑动变阻器为什么要用分压器接法？滑动变阻器为什么要用分压器接法？ 1993年高考年高考 描绘出一个描绘出

21、一个“220V 60W”灯泡的灯泡的UI 图图象，肯定不符合实际的是下图中的象，肯定不符合实际的是下图中的 （ ）000A B C DUI0UIUIUIA C D上图中，若将上图中，若将 I、U对调，则选对调，则选 （ ）A B D4.若测出一个热敏电阻的若测出一个热敏电阻的U-I图线，正确的应是上图中的（图线，正确的应是上图中的（ ） C5.画出的画出的UI图象的斜率的物理意义是什么？图象的斜率的物理意义是什么？6.为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大？为什么小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大？返回返回 4.某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到如下一组某同学在做测定小灯泡功率的实验中得到

22、如下一组U和和I 的数据的数据: 在右图上画出在右图上画出I-U 图线图线.从图线上可以看出从图线上可以看出,当功率逐渐增大时当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情灯丝电阻的变化情况是况是: . 这表明导体的电阻随这表明导体的电阻随温度升高而温度升高而 .编号编号12345678U(V)0.200.601.001.401.802.202.603.00I(A)0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发光情况灯泡发光情况 不亮不亮 很亮很亮 逐渐变亮逐渐变亮 正常发光正常发光开始不变开始不变,后来逐渐增大后来逐渐增大增大增大返回返回例例1. 为了研究一个为了

23、研究一个“2.5V，0.1W”的小灯泡的伏安特性，现有的小灯泡的伏安特性，现有蓄电池一组，电键一个，导线若干，其他可供选择的器材如下蓄电池一组，电键一个，导线若干，其他可供选择的器材如下： A量程为量程为 03A，内阻为，内阻为 0.025 的电流表；的电流表； B量程为量程为 00.6A，内阻为，内阻为 0.2的电流表；的电流表； C量程为量程为 0l00mA，内阻为，内阻为 5 的电流表；的电流表； D量程为量程为 03V，内阻为，内阻为 10K 的电压表；的电压表； E量程为量程为 015V，内阻为，内阻为 50k 的电压表；的电压表； F05 的滑动变阻器，额定电流为的滑动变阻器，额定

24、电流为1A。 （1）要正确地完成这个实验，）要正确地完成这个实验， 电流表应选电流表应选 ， 电压表应选电压表应选 (填代号填代号)。 （2）画出电路原理图：）画出电路原理图：返回返回解：解：I灯灯=0.1/2.5=0.04A=40mA R灯灯=62.5 CD 滑动变阻器阻值太小，用分压器接法滑动变阻器阻值太小，用分压器接法,安培表用外接法。安培表用外接法。mAv 一个小灯泡的额定电压为6.3V，额定电流约为0.3A，用以下所给的实验器材描绘出小灯泡的伏安特性曲线。实验电路如图所示 电源E1：电动势为8.0V，内阻不计; 电源E2：电动势为12.0V，内阻不计; 电压表V：量程为10V，内阻约

25、为10k; 电流表A1：量程为0.3A，内阻约为0.1; 电流表A2：量程为0300mA，内阻约为1; 滑动变阻器R，最大阻值10，额定电流1.0A 开关S，导线若干. 1依照实验电路图将图中的实物图连接成实验电路。 2实验中电源应选用 ，电流表应选用 。E1V+ +A+ + 现在要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.14伏。 现有器材：直流电源E（电动势4.5V，内阻不计）， 电压表V（量程4.5V，内阻约为4104）， 电流表A1（量程250mA，内阻约为2）， 电流表A2（量程500mA，内阻约为1）， 滑动变阻器R（最大阻值约为30），电

26、键S，导线若干。 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 ， 下面两个电路应该选用的是 。甲： 乙：A2例例2为了测定一个为了测定一个“6.3V，1W”的小电珠正常发光时的电阻，的小电珠正常发光时的电阻，A 电流表电流表0.6A，0.2B 毫安表毫安表200mA，0.5C 电压表电压表10V，1kD 电压表电压表15V，1.5kE 电源电源6V，2AF 电源电源9V，1AG 电源电源15V，0.1AH 可变电阻可变电阻10，1WI 可变电阻可变电阻20，0.8W J 可变电阻可变电阻50， 0.5W K 导线若干，电键一个导线若干，电键一个 实验室提供了下列实验器材：实验室提供了下列实验器材：实验时应选用的器材是实验时应选用的器材是 在