电学实验中仪表的选择

电学实验中仪表的选择— 、电学实验的原则：安全、可行、方便1、安全：实验时，必须保证实验电路各个电学器 件的安全(包括电流表、电压表、被测用电器、电 源等) 2、可行：所选择的仪器能使实验正常进行。 3、方便：所选择的仪器在调节时比较容易控制被 测量的物理量的变化，即是要被测量的物理量的变 化比较平缓。

二、选择内容： 1、滑动变阻器的选择(一)量程的选择：在满足实验要求的条件下，要 选用阻值比较小的变阻器，因为阻值越小，电阻的 变化越平缓，不致使测量电路中的电流或电压变化 非常突然，调节方便。(二)在电路中连接方式的选择：滑动变阻器在电 路中的连接方式包括分压和限流。

(1) 、限流连接方式1)一般情况或者没有特别说明的情况下，由于限流电 路能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式 2)R变>RX 或 R变≈ RX ,要选用限流连接方式 3)闭合开关S前P在b端RXP a S R变 b

(2)分压连接方式1) R变<RX 2)要求测量电路的电压从零开始或要求测多组数据。 3)实验所提供的电压表、电流表的量程或电阻元件允许最大电 流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流 均超过所允许的最大电流，在这种情况下，必须采用限流接法。 4)闭合开关S前P在a端。 Rx AP a

b

2、电压表和电流表的选择。 (一)量程的选择：1)如果题目中给出被测用电器的额定功率(即隐含给出被 测用电器的额定电压和额定电流),这种情况要从保护被测 用电器的角度出发，用电流表或电压表的示数来控制用电器 中的电流或其两端的电压。 2)如果题目中没有给出被测用电器的额定功率，则要从保 护电流表和电压表的角度出发，要求测量的电流或电压的最 大值不能超过电流表或电压表的量程。 3)在电流表和电压表的量程大于测量值的前提条件下，量程 越接近测量值越好！

(二)电流表内接和外接的选择(1)电流表内接方式

VA

1)RX 》RA 2)RX> RA RV 或RX/ RA>RV/RX(2)电流表外接方式 1)RX 《 RV 2)RX < RA RV 或RX/ RA < RV/RX 电流 表的内外接法，如图： P RX

RX VA

RX

( 3 ) 、如果RX、 RA、 RV的大小事先未知，可用试触法确定MA

N

V

设电压表连接在P、M两点时，电路中两表读数分别为 IM、UM而电压表连接在P、N两点时，电路中的两表读 数分别为IN、UN,△I=|IN-IM|,△U=|UN-UM| 1) △I/ IM> △U/ UM,说明接P、M点时的电压表分流 大于接P、N点时的电流表分压所产生的误差，应采用内 接法即P、N接法。 2) △I/ IM<△U/ UM说明接P、M点时的电压表分流小于 接P、N点时的电流表分压所产生

的误差，应采用外接法即 P、M接法。 三、选择顺序：先选电压表、电流表、滑动变阻器的量程， 后选连接方式。

四、典型题

1、有一电阻RX,其阻值在100—200 之间，额定功率为0.25W。 要用伏安法较准确地测量它的阻值，实验器材有：安培表A1, 量程为50mA,RA1=100 ;安培表A2,量程为1A,RA2=20 ; 电压表V1,量程为5V,RV1=10k ;电压表V2,量程为15V, Rv2=30k 变阻器R变1,变阻范围0—20 ,2A;变阻器R变2,变 阻范围0—1000 ,1A;9V电源，电键，导线。 1)实验中应选用的电流表、电压表、变阻器分别是： 。 2)画出所用实验电路

解析：1、允许通过电阻中电流可能的最大值为：因为P=I2R I1= P / R max = 0.25/ 200 (A) =35mA I2= P / R min = 0.25/ 100 (A) =50mA

因为电阻可能为200 ,所以通过被测电阻的电流的最大值 可能是35mA,应用电流表的示数来控制通过电阻的电流，因 此，电流表应选A1。 因为P=U2/R U1= PR min = 0.25 100 (V)=5V U2= PR max = 0.25 200 (V)=7.1V

因为电阻可能为100 ,所以允许加在电阻两端的电压的最 大值可能是5V,应用电压表的示数来控制加在电阻两端的 电压，因此电压表应选V1。 因为 R变1 <R变2,且2A>35mA, 所以应选变阻器R变1 。 因为R变1<R X 所以滑动变阻器连接方式应选用分压电路 因为 RV1/RX(=50-100)>RX/RA1(=1-2), 所以应选用外接电路 2、实验所用电路如图所示 RX V1

A1

S

2、要比较准确地测一个电阻RX ,阻值在50—60 之间， 实验室提供的器材如下： 电池组E=12V,r=0.5 ; 电压表V(0≈10V);电流表A1(050mA,RA1=20 ) ;电流表A2(0-300mA,RA2=0.01 ) ;滑动 变阻器R1(0-100 ,1A) ;滑动变阻器R2(0-1700 ,0.3A);导 线、电键。画出实验电路并标出所用仪器的字母

解析：因为电路中可能的最大电流Imax≈12V/50 =240mA, 所以电流表应选A2,

因为R1<R2,且1A>240mA,滑动变阻器应选R1,且 调节方便 因为R1>RX, 所以应选限流电路 因为RV / RX<RX / RA2 所以选用内接电路RXA2 V

s

R1