电学实验中的电路设计汇编

电学实验中的电路设计根据实验的要求，学会并熟练掌握通过测算、评估、统筹等过程、方法，最优化地完成电学实验仪器的选择、电学实验电路的设计。【学习目标】实验电路测量电路供电电路(控制电路）AVR电流表外接法AVR电流表内接法一、常见实验电路的组成：例题1.

在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，现要用伏安法测出金属丝的电阻．在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：

A.直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；

B.电流表A1：量程0～0.6A，内阻0.2Ω；

C.电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；

D.滑动变阻器R1：最大阻值30Ω；

E.开关、导线等．根据所提供的器材，画出实验的测量电路部分．思考探究1.

伏安法测电阻的测量电路部分设计探究1.测量电路的两种接法AVRAVR测量电路的选择当时，选用电流表内接法。时，选用电流表外接法。当若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则大内大，小外小例题2.

有一待测的电阻器Rx，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：电压表V(量程0～10V，内电阻约20kΩ)

电流表A（量程0～300mA，内电阻约4Ω)

滑动变阻器R（最大阻值为10Ω,额定电流为2A)

直流电源E（电动势为9V，内电阻约为0.5Ω)

开关及若干导线．实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I－U图线，请画出实验电路图．思考探究2.伏安法测电阻的控制电路部分设计探究2、（控制电路）限流和分压电路的选取

1.限流式

变阻器起限流作用，待测电阻Rx的电压可调范围ESRABPRx2.分压式

变阻器起分压作用，待测电阻Rx的电压可调范围限流式电路的特点:（1）电压不能从零开始调节,调节范围较小，但电路结构较为简单。（2）电能损耗较小。分压式电路的特点:（1）电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大，但电路结构较为复杂。（2）电能损耗较大。限流式分压式可调范围变阻器电能损耗较大阻值较小阻值较小较大R＞10Rx，应选择限流式电路R＜10Rx，应选择分压式电路若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路如无此要求，则零起必分，滑小必分，烧表必分，滑大可限二、电学实验电路设计遵循的基本原则1.安全性原则2.精确性原则3.可操作性（方便性）原则例题3.在伏安法测电阻的实验中，实验室备有下列器材：

A．待测电阻Rx，阻值约为10Ω左右

B．电压表Vl，量程6V，内阻约2kΩC．电压表V2，量程15V，内阻约10kΩD．电流表Al，量程0.6A，内阻约0.2ΩE．电流表A2，量程3A，内阻约0.02ΩF．电源：电动势E=12V，内阻可忽略不计

G．滑动变阻器Rl，最大阻值10Ω，最大电流为2AH．滑动变阻器R2，最大阻值50Ω，最大电流为0.2AI．导线、电键若干

(1)为了较精确测量电阻阻值，在上述器材中选出该实验所用器材__________(填器材前面的字母代号)；

(2)请画出该实验电路图。问题探究3.综合地通过测算、评估、统筹等过程和方法，最优化地进行实验电路设计探究练习1：在“测定金属电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5Ω，电池E(电动势为3V，内阻r约为0.3Ω)，另有开关S，导线若干，其他供选择的器材有：A．电压表V1(量程3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程0.6A，内阻约为1Ω)D．电流表A2(量程3A，内阻约为0.2Ω)E．变阻器R1(0～10Ω，1A)F．变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)（1）为提高实验精度，实验中要求电压调节范围尽可能大，则在上述器材中，电流表应该选

，电压表应该选择

，变阻器应该选

。（2）画出此实验的原理图并标上所选择电表的符号。练习2、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其他供选择的器材有：电压表V1，（量程为6V，内阻20KΩ）；电压表V2，（量程为15V，内阻30KΩ）；电流表A1，（量程为3A，内阻0.2Ω）；电流表A2，（量程为0.6A，内阻1Ω）；变阻器R1（0～1000Ω，0.5A）；变阻器R2（0～20Ω，2A）；学生电源E（直流9V）；开关S及导线若干，（1）实验中要求在电压表0～6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应该选

，电压表应该选择

，变阻器应该选

。（2）在方框中画出此实验的原理图；（3）测量小灯泡电压时，调节小灯泡的电压的顺序是

。（填“从低到高”或“从高到低”）练习3、有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I—U图线，有下列器材供选用：A．电压表（0～3V，内阻6kΩ）B．电压表（0～15V，内阻30kΩ）C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω）D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω）E．滑动变阻器（10Ω，2A）F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）①要求获取尽可能多的数据，画出实验所需的电路图．②电压表应选用______，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______．（用序号字母表示）③通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______Ω．（保留两位有效数字）U/V123I/A00.10.20.3①测算：根据题目所提供的电源的电动势数值、滑动变阻器的阻值和待测电阻的大约阻值，测算在串联限流接法下的电路中可能出现的电流值的范围。②评估：在坚持电路设计的三个基本原则：安全性、精确性和可操作性原则前提下，根据测算出的电流范围，看电流表和电压表的量程能否满足测量要求（不超量程）；看电流表和电压表能否达到满偏的2/3；看待测电阻允许通过的最大电流或滑动变阻器允许通过的最大电流是否在此范围内；看是否满足实验要求的电流和电压取值范围（如I—U图像、测量数据列表等显示的电流、电压范围）；「小结」选择实验仪器，设计实验电路的基本程序：选择实验仪器，