电学实验讲学稿.docVIP

电学实验 （一）滑动变阻器的限流接法与分压接法 1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点 如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法. 负载RL上电压调节范围（忽略电源内阻） 负载RL上电流调节范围（忽略电源内阻） 相同条件下电路消耗的总功率 限流接法 E≤UL≤E ≤IL≤ EIL 分压接法 0≤UL≤E 0≤IL≤ E（IL+Iap） 比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小 其中，在限流电路中，通RL的电流IL=，当R0＞RL时IL主要取决于R0的变化，当R0＜RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0RL时，无论怎样改变R0的大小，也不会使IL有较大变化.在分压电路中，不论R0的大小如何，调节滑动触头P的位置，都可以使IL有明显的变化. 2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取. （1）下列三种情况必须选用分压式接法 ①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法. ②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法.因为按图（b）连接时，因RLR0＞Rap，所以RL与Rap的并联值R并≈Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=·Rap，显然UL∝Rap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作. ③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法. （2）下列情况可选用限流式接法 ①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法. ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法. ③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法. （二）半偏法测电流表内阻 测量方法：电流表半偏法测电阻的电路图如图11，R为滑动变阻器，R0为电阻箱，G为待测电流表内阻。实验时，先合上S1，断开S2，调节R使电流计的指针满偏；再合上S2，调节R0使电流计的读数为满刻度的一半，这时，电阻箱的数值即为电流计的内阻。 （注意：实验前，变阻器的阻值应放在最大位置；调节R0时，R不动） （2）测量原理：S2打开时，设电流表满偏电流Ig=， 因为R》Rg，R》r，所以Ig≈E/R，当S2闭合时，R0和Rg并联， 并联后总阻值R并＜Rg《R，故S2闭合后，电路中总电流几乎不变，即Ig≈E/R，调节R0使电流表半偏为Ig/2，所以流过R0的电流也为Ig/2，所以R0=Rg （3）器材选择：从上述原理可知，S2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，前提是R》Rg。故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大，②R尽可能大。 1、某电压表的内阻在20千欧－50千欧之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材： 待测电压表（量程3V）；电流表（量程200）、电流表（量程5mA）、电流表（量程0、6A）、滑动变阻器（最大阻值1）、电源（电动势4V）、电键K。 所提供的电流表中，应选用＿＿＿＿ 为了尽量减少误差，要求测多组数据，试画出符合要求的实验电路图。（其中电源和电键及其连线已画出）。 2、测一个阻值约为25kΩ的电阻，备有下列器材 A．电流表（量程100μA，内阻2kΩ） B．电流表（量程500μA，内阻300Ω） C．电压表（量程10V，内阻100kΩ） D．电压表（量程50V，内阻500kΩ） E．直流稳压电源（电动势15V，允许最大电流1A） F．滑动变阻器（最大电阻1kΩ，额定功率1W） G．导线若干. （1）电流表应选 ，电压表应选 . （2）画出测量Rx的电路图. （3）用实线表示导线，将图中选定的器材连接成实验电路. 3、一电阻额定功率为0.01 W，阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 kΩ.现有下列仪表元件，试设计适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定其阻值. ①电流表，量程0～300 μA，内阻150 Ω；②电流表，量程0～1000 μA，内阻45 Ω； ③电压表，量程0～3 V，内阻6 kΩ； ④电压表，量程0～15 V，内阻30 kΩ； ⑤电压表，量程0～50 V，内阻100 kΩ； ⑥干电池两节，每节电动势为1.5 V； ⑦直流稳压电源，