高考物理第二轮能力专题电路设计与仪器选择1

高考物理第二轮能力专题电路设计与仪器选择1

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第二轮能力专题：电路设计与仪器选择 第二轮能力专题：
专题解说
知识概要与方法
实验电路设计的原则
1、安全性 2、精确性 3、方便性 4、误差小 5、仪器少 6、耗电少
专题解说
一.仪器的选择
对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下，一般遵循 对实验仪器的选择，在进行正确测量的前提下， 以下原则： 以下原则： 安全性原则： ⑴安全性原则： 要保证所用仪器的安全， 要保证所用仪器的安全，注意考虑电源的 电压、电表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流等。 电压、电表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流等。 选择电表时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。 选择电表时，保证其电流和电压均不超过使用的量程。选 择滑动变阻器时， 择滑动变阻器时，流经滑动变阻器的电流不能超过允许通 过的最大电流。 过的最大电流。 尽量减小实验误差。选择电表时， 尽量减小实验误差。选择电表时，在保证 精确性原则： ⑵精确性原则： 电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。 电流和电压均不超过使用量程的前提下，合理选择量程。 务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/3），一般能 2/3）， 务必使指针有较大偏转（一般取满偏度的2/3），一般能 用小时不用大。选择滑动变阻器时， 用小时不用大。选择滑动变阻器时，注意其阻值的大小对 实验操作和对实验的影响，一般能用小时不用大。 实验操作和对实验的影响，一般能用小时不用大。对某个 实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。 实验来讲，精确程度够用即可，并不是精度越高越好。
专题解说
⑶操作性原则： 实验时需考虑调节方便，便于操作，如 操作性原则： 实验时需考虑调节方便，便于操作， 滑动变阻器的选择，既要考虑它的额定电流， 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， 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。 虑阻值大小对实验操作中是
否调节方便的影响。 选择的一般步骤是： 选择的一般步骤是： ①找出唯一性的器材； 找出唯一性的器材； 草画电路图（暂不把电表接入）； ②草画电路图（暂不把电表接入）； 估算最大值（ ③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 以上。

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④考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上。
专题解说 二.供电电路与滑动变阻器的选择
① 限流电路
设路端电压为U 设路端电压为U，滑动变阻器的有效 电阻为接线柱a 电阻为接线柱a和P之间的电阻RaP， 之间的电阻R 灯泡两端的电压为
R LU UL = R L + R ap
P ε RL b a
U 灯泡的电阻为R 灯泡的电阻为RL，则通过灯泡的电流强度为 I= R L + R ap
若滑动变阻器的总阻值为R 若滑动变阻器的总阻值为R，则灯泡两端电压的变化范围 RL ε 是 ≤ U L ≤ε RL +R 可见滑动变阻器的总阻值 越大， 滑动变阻器的总阻值R 可见滑动变阻器的总阻值R越大，灯泡两端电压的变化范 围越大。但若R 大得多，则滑动头稍有移动， 围越大。但若R比RL大得多，则滑动头稍有移动，电流电 压便有很大变化,则不便于调节R 两端的电压,不宜采用。 压便有很大变化,则不便于调节RL两端的电压,不宜采用。
专题解说 使用限流电路时,一般选用滑动变阻器的 使用限流电路时,
全电阻和用电器的电阻相差不多或大几倍, 全电阻和用电器的电阻相差不多或大几倍,在2—5倍为好, 倍为好, 这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大. 这样既便于调节,用电器两端电压变化范围又比较大.若过 则不能有效地控制电流,过大则控制电流不平稳, 小,则不能有效地控制电流,过大则控制电流不平稳,会造成 电流值跳跃太大. 电流值跳跃太大.
② 分压电路
RL
p 设路端电压恒为U 设路端电压恒为U，这个电压分布在 a b 滑动变阻器的全部电阻丝上， 滑动变阻器的全部电阻丝上，而灯只 分得其中接线柱a 之间的电压。 分得其中接线柱a和P之间的电压。移 ε 动滑动变阻器的滑片P 增加a 动滑动变阻器的滑片P，增加a和P之间的电阻RaP ，灯泡 之间的电阻R 两端的电压就会随之增大。 两端的电压就会随之增大。 灯泡两端电压的变化范围是 0 ≤ U L ≤ε 如果只从用电器两端电压的变化范围看， 如果只从用电器两端电压的变化范围看，好像滑动变阻器 的阻值多大都行， 的阻值多大都行，但是滑动变阻器的阻值越大越不便于调 节用电器两端电压，且耗能越大. 节用电器两端电压，且耗能越大.
专题解说 使用分压电路时，一般选用滑动变阻器的 使用分压电路时，
全电阻小于用电器的电阻, 0.1—0.5倍
之间为好 全电阻小于用电器的电阻, 在0.1—0.5倍之间为好。即阻 倍之间为好。 值小些,以获得较大的电流输出。 值小些,以获得较大的电流输出。 选用限流电路还是选用分压电路, 选用限流电路还是选用分压电路,以下几点可作参考 : a．用电器两端电压要求变化范围较大，或从零开始连读 用电

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器两端电压要求变化范围较大， 可调，应选分压电路。 可调，应选分压电路。 b．如果采用限流电路时，电路中最小电流等于或大于用 如果采用限流电路时， 电器的额定电流，应选分压电路。 电器的额定电流，应选分压电路。 c．如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多，为 如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值小得多， 了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路。 了能使用电器两端电压有较大变化，应选分压电路。 d．如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多， 如果滑动变阻器的全阻值比用电器的阻值相差不多， 两种电路都可以对用电器的电压（电流） 两种电路都可以对用电器的电压（电流）进行有效方便的 控制，可以任选其中一种电路。 控制，可以任选其中一种电路。此时假如从节省电能和电 路简单考虑，应选限流电路。 路简单考虑，应选限流电路。
专题解说 三、测量电路的选择
由于电流表、电压表内阻的影响，不 由于电流表、电压表内阻的影响， V 管采用电流表内接还是外接都将会引 R 起实验的误差。（ 。（如在伏安法测电阻 A 起实验的误差。（如在伏安法测电阻 内接法 内接法测量结果偏大， 时，内接法测量结果偏大，外接法测 量结果偏小。） 量结果偏小。） V 内接法的测量误差是由于电流表的 分压作用而产生的, 分压作用而产生的,由串联电路中电 R A 压与电阻成正比,可知当R <<R时 压与电阻成正比,可知当RA<<R时,电 外接法 流表的分压作用可忽略不计,此时测量值很接近真实值, 流表的分压作用可忽略不计,此时测量值很接近真实值,可 测量大电阻时宜采用内接法. 见,测量大电阻时宜采用内接法. 外接法的测量误差是由于电压表的分流作用而产生的， 外接法的测量误差是由于电压表的分流作用而产生的， 由并联电路中电流与电阻成反比，可知当Rv>>R Rv>>R时 由并联电路中电流与电阻成反比，可知当Rv>>R时，电压 表的分流作用可忽略不计，此时测量值很接近真实值， 表的分流作用可忽略不计，此时 …… 此处隐藏：2941字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……