电学实验的器材选择与电路设计

电学实验的器材选择与电路设计汕头潮阳实验学校连红权近三年高考广东物理电学实验试题2012年“替代法”测电阻2011年“伏安法”测电阻伏安特性2010年“伏阻法”测电阻一•实验设计的关键是实验原理，它是进行实验的依据和起点，它决定了应选用（或还需）哪些实验器材，应测量哪些物理量，如何编排实验步骤．实验器材明确目的确定原理待测物理量数据处理误差分析实验步骤二实验设计的电路结构和解决思路•实验电路包括三个部分：•①测量电路•②控制电路（变阻器、开关）•③电源．测量电路器材选择配置控制电路电路选择控制调节三实验器材的选择（主要是选择电表、滑动变阻器）•1电表的选择根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表．a保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程．b合理选择量程。务必使指针有较大偏转（一般取满偏的1/3-2/3左右），以减少测读的误差．C电表的改装。把不符合要求的电表改装成符合要求的电表。如电流计串联电阻代替电压表，小量程的电压表串联电阻代替大量程电压表，用多用电表的电压档代替常用的伏特表测电压等等•注意已知内阻的电表可以互换•2滑R的选择估算电路中可能出现的电流或电压范围需要选择滑动变阻器．注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值．对高阻值的变阻器，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不方便调节，不宜采用。最好通过理论分析和实际操作让学生体会。•※在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽的电流调节范围，又能使电流变化均匀，选择变阻器时，应使其总电阻R0大于RX，一般在2—5倍为好。•※在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在0.1RX—0.5RX之间为好。三实验器材的选择（主要是选择电表、滑动变阻器）•对器材选择的一般步骤是：•①找出唯一性的器材；•②草画电路图（暂不把电表接入）；•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）；•④考虑能否都使电表达到满偏的1/3以上三实验器材的选择（主要是选择电表、滑动变阻器）四测量电路（测电阻为例）•1伏安法及变式（2011年高考）•根据Rx、RA、RV的大小大致可估计选择内、外接法.具体方法是：•采用计算临界值的方法确定大小．即算出临界电阻•若Rx＞R0则视为大电阻，安培表内接•若Rx＜R0则视为小电阻．安培表外接•注意已知内阻的电表可以互换VARRR0四测量电路（测电阻为例）•1伏安法及变式（2011年高考）•2替代法测电阻（2012年高考）•3利用伏阻法（2010年高考）和安阻法测电源电动势和内阻•4半偏法测电阻（较难，略）五控制电路的选择（主要是变阻器、电键控制）•1利用电键控制电路•（如2010年和2012年高考题）•2滑动变阻器控制电路（一般是一个滑动变阻器控制电路，不涉及两个滑动变阻器组成的限流细调和分压细调电路）•图甲为限流式，图乙为分压式.五控制电路的选择（主要是变阻器、电键控制）•(1)负载电阻的阻值Rx远大于变阻器总电阻R，须用分压式电路.•(2)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式电路.•(3)负载电阻的阻值Rx小于变阻器的总电阻R或相差不多，并且电压、电流表示数变化不要求从零起调，可采用限流式.•(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功率较小.•(5)特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及允许通过的最大电流值来反复推敲小结•在选择电学实验仪器和实验电路时，应先依据题意确定电流表、电压表和滑动变阻器等仪器，然后确定电流表的内外接法，再选择控制电路并画出实验电路图。这些工作近三年命题专家已经为学生做好了，2013年高考命题专家怎样命题，我们……谢谢大家！