一、測量電路(電壓表和電流表的内、外接法)
1.電壓表電流表的内阻隻有估計值的情況
如果電壓表和電流表的内阻隻有一個大概的估計值的情況下,就用如下的方法來設計測量電路。
電流表電壓表内阻未知情況下的内外接
2.電壓表電流表的内阻完全不知道的情況
如果電壓表和電流表的内阻完全不知道的情況下,就要用試觸法來設計測量電路。
試觸法判斷内外接
若電壓表變化明顯,說明待測電阻的阻值和電流表内阻差不多,電流表一般是小電阻,說明被測電阻就是小電阻,小電阻就要采用外接法。 若電流表變化明顯,說明待測電阻的阻值和電壓表内阻差不多,電壓表一般是大電阻,說明被測電阻是大電阻,大電阻就要采用内接法。
3.電壓表電流表的内阻有一個表的内阻是已知情況
(1)電流表的内阻是已知的
電流表内接
如果電流表的内阻是已知的情況下,就不用“大内小外”的辦法來設計測量電路了。應該用内接法,因為用電流表的電流乘以電流表的内阻就得到電流表的電壓,再用電壓表的讀數減去電流表的電壓就得到待測電阻的電壓,待測電阻的電壓電流都知道,就可以算出其阻值了。
(2)電壓表的内阻是已知的
電流表外接
如果電壓表的内阻是已知的情況下,也不用“大内小外”的辦法來設計測量電路了。應該用外接法,因為用電壓表的電流除以電壓表的内阻就得到電流表的電流,再用電流表的讀數減去電壓表的電流就得到待測電阻的電流,待測電阻的電壓電流都知道,就可以算出其阻值了。
二、控制電路(滑動變阻器的分壓、限流接法)
控制電路(限流、分壓)
滑動變阻器必須接成分壓電路的幾種情況:
①要求電壓表能從零開始讀數,例如測量電阻的伏安特性曲線,要求電壓(電流)測量範圍盡可能大;
②當待測電阻Rx≫R(滑動變阻器的最大阻值)時(限流式接法滑動變阻器幾乎不起作用);
③沒有前面兩個限定條件時,就假設先采用限流式接法,估算出電路中的最小電流,如果發現算出的最小電流仍超過題目給定的電表、電阻允許的最大電流,這種情況下,就隻能用分壓電路.
用限流電路的情況:滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且不要求電壓從零開始變化,通常情況下,由于限流式結構簡單、耗能少,優先使用限流式.
三.電學實驗儀器的選擇
1.選擇電學實驗器材的原則:
(1)安全因素:通過電源、電阻和電表的電流不能超過其允許的最大電流.
(2)精确因素:選用電表量程應考慮盡可能減小測量值的相對誤差,電壓表、電流表在使用時,其指針應偏轉到滿偏刻度的1/3 以上;使用歐姆表時應選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率擋位.
(3)便于操作:選用滑動變阻器時應考慮對外供電電壓的變化範圍既能滿足實驗要求,又便于調節.在調節滑動變阻器時,應使其大部分電阻線都被用到.
2.儀器選擇的技巧
原則:先選擇電源,第二步選擇電壓表,第三步選擇電流表,第四步選擇滑動變阻器,最後選擇該表用的電阻。
(1)巧用電阻或電表阻值的信息
①電阻的阻值信息(一般在括号裡面給出):
等于: 一般可以用于電表改裝或精确計算
約為: 用于估算
②電表的阻值信息
等于:a.用于改裝大量程電表(電表無法改裝成小量程)
b.電流表可做電壓表或電壓表可做電流表使用
c.除了測量電壓(電流)外,電表的阻值可用于準确計算待測電阻、支路的電流或電壓
約為:用于估算
(2)電流表、電壓表量程的選擇
①U-I(I-U) 圖像中坐标值或表格中數值範圍;
②根據待測電阻的額定值(P、U、I)綜合計算,确定電流表或電壓表量程.
(3)滑動變阻器的選擇
①分壓法選小電阻,不超過滑動變阻器額定電流的情況下阻值越小越好;
②限流法中選最大阻值為待測電阻2~3倍的滑動變阻器;
③給定額定電流,一般實際流過電流不能超過額定電流
由此可知:若題幹提供的滑動變阻器唯一,可由滑動變阻器的總阻值确定分壓法或限流法;
若題目通過其他線索确定了分壓接法或限流接法,應先确定接法,再确定滑動變阻器(一般有待選擇滑動變阻器).
四.實物圖連接的注意事項
(1)畫線連接各元件,一般先從電源正極開始,按照電路原理圖依次到開關,再到滑動變阻器,按順序以單線連接方式将主電路中串聯的元件依次串聯起來,再将要并聯的元件并聯到電路中去.
(2)連線時要将導線接在接線柱上,兩條導線不能交叉.
(3)要注意電表的量程和正、負接線柱,要使電流從電表的正接線柱流入,從負接線柱流出.
(4)滑動變阻器的接法:限流法,導線分别連接到上、下接線柱上(兩個接線柱);分壓法,導線分别連接到上邊一個接線柱和下邊兩個接線柱上(一上兩下三個接線柱).
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