电学实验控制电路和电路设计
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物理电学实验 控制电路和电路设计
一、实验仪器：
1，电流表
主要用来测量电路 电流的仪器
2，电压表
主要用来测量电 路中两端电压的仪器
3，万用表
主要用来测量交 流直流电压、电流、 直流电阻。现在常 见的主要有数字式 万用表和机械式万 用表两种。
4，滑动变阻器
滑动变阻器是一个可以连续改变电阻值的 可变电阻，在电路中能起到调节电流的大小及 两点间电压高低的作用。
5，电阻箱
与滑动变阻 器一样提供可变 电阻，但电阻箱 的电阻可以直接 读出，电阻的变 化是不连续的。
二、滑动变阻器的两种接法：
1，限流接法：
R的电压范围：
R0 R
R EE R R0
(1)变阻器的阻值R0与R差不多或比R大 使用条件： E (2)变阻器的额定电流 I m R 优点：电路简单，连接方便，耗电少。 缺点：电压不能从零开始，可调范围小。
实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线
一，实验目的：
1，了解小灯泡的灯丝电阻随温度的生高 而增大； 2，根据实验器材选择正确的电路。
二，实验原理：
用电流表和电压表测出小灯泡在不同 电压下的电流，建立U-I坐标系，描点连 成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特 性曲线。
实验电路图：
A
V P
应采用分压外接法
B
2，分压接法：
R
R的电压范围：
源自文库R0
0 E
使用条件： 变阻器的阻值R0远小于R
优点：电压可以从零起调节，可调范围大。 缺点：电路结构复杂，连接麻烦，耗电多。
3，方法选择：
（1）一般能用限流就用限流接法，以下 三种用分压接法； （2）用限流不能保证实验仪器的安全，如 电路中的最小电流都超过电流表的量程； （3）变阻器的总阻值远小于待测电阻； （4）实验要求电压从零开始连续变化的。
电表内外接法的选择
1.直接比较法(1):当RX较大、且满足RX>>RA 时 ,应采用内接法 (2):当RX较小、且满足RX<<RV时，应采用外 接法 2.电路选择判断方法: 当RX的大小很难断定是满足RX>>RA，还是满 足RX<<RV时, 间接比较法: RX/ RA与RV/RX的大小比较 1当RX/ RA>RV/RX时,应选内接法 2当RX/ RA<RV/RX时,应选外接法
3.如果不知道被测电阻的大约值，即不知道Rx 是≤Rv还是≥RA的情况下，要用试测法
V
观察测b、c两点 时两表的变化
a RX b
A
c
如果v变 化明显 如果A变 化 明显
电流表的分 压作用明显 电压表的分 流作用明显
采用电流 表外接法 采用电流 表内接法
思考题：
试画出伏安法测电阻的四种接线图，并 说明其使用条件。 限流内接 限流外接 分压内接 分压外接
实验 测定金属的电阻率
一，实验目的：
1，学会使用螺旋测微器，会读数； 2，进一步理解伏安法测电阻原理； 3，测定金属的电阻率。
二，实验原理：
v
A
R
S R l
应采用限流外接法
三，实验器材：
金属丝，干电池（2节），电压表，电流表， 滑动变阻器，导线若干，开关，米尺，螺旋测 微器。
四，实验步骤：
1，在金属丝三个不同位置上测直径，求D；
2，用米尺测量金属丝长度三次，求L；
3，根据电路图连接电路；
4，合上开关，调节变阻器，记录几组U，I值；
5，断开开关，拆除导线，整理好器材。
五，数据处理：
D L U I
是否合理？
S=
L=
R=
有以下实验仪器，应使用哪种接线方法？
例1、待测电阻R（100Ω ）左右 电流表（量程20mA，50Ω ） 电压表（量程3V，50kΩ ） 电源（6V，r=0.1Ω ） 滑动变阻器R0（15Ω ，Im=1A）
例2用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材 如下 ： 待测电阻Rx （阻值约为25kΩ） 电流表A1：（量程100μA，内阻2kΩ） 电流表A2：（量程500μA，内阻300Ω） 电压表V1：（量程10V，内阻100kΩ） 电流表V2：（量程50V，内阻500kΩ） 电源E：（电动势15V，允许最大电流1A） 滑动变阻器R：（最大阻值1kΩ） 电键S，导线若干 为了尽量减小实验误差，要求测多组数据． （1）电流表应选_________，电压表应选______ （2）画出实验电路图．
S
A
三，实验器材：
小灯泡，直流电源，电压表，电流表， 变阻器，导线若干，开关，坐标纸。
四，实验步骤：
（1）将实验器材按电路图接好电路。
（2）调节滑动变阻器的滑片，将电流表和 电压表的读数记入表中。 （3）在坐标纸上建立坐标系，将记录的数 据点描在坐标系中，画出伏安特性曲线。
五，数据处理：
U（V） I（A）
三、伏安法测电阻的的两种接法：
（1）内接法：
V
A RX
UV U A U R U A U R R测 IA IR IR IR R A R X . R X 》R A时，R测 R X .
（2）外接法：
V
A
RX
UV UR UR R测 I A I V I R U R RV U R R X R X RV . .当R X RV 时，R测 R X . 《 R X RV
一、实验仪器：
1，电流表
主要用来测量电路 电流的仪器
2，电压表
主要用来测量电 路中两端电压的仪器
3，万用表
主要用来测量交 流直流电压、电流、 直流电阻。现在常 见的主要有数字式 万用表和机械式万 用表两种。
4，滑动变阻器
滑动变阻器是一个可以连续改变电阻值的 可变电阻，在电路中能起到调节电流的大小及 两点间电压高低的作用。
5，电阻箱
与滑动变阻 器一样提供可变 电阻，但电阻箱 的电阻可以直接 读出，电阻的变 化是不连续的。
二、滑动变阻器的两种接法：
1，限流接法：
R的电压范围：
R0 R
R EE R R0
(1)变阻器的阻值R0与R差不多或比R大 使用条件： E (2)变阻器的额定电流 I m R 优点：电路简单，连接方便，耗电少。 缺点：电压不能从零开始，可调范围小。
实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线
一，实验目的：
1，了解小灯泡的灯丝电阻随温度的生高 而增大； 2，根据实验器材选择正确的电路。
二，实验原理：
用电流表和电压表测出小灯泡在不同 电压下的电流，建立U-I坐标系，描点连 成直线或平滑曲线即得到小灯泡的伏安特 性曲线。
实验电路图：
A
V P
应采用分压外接法
B
2，分压接法：
R
R的电压范围：
源自文库R0
0 E
使用条件： 变阻器的阻值R0远小于R
优点：电压可以从零起调节，可调范围大。 缺点：电路结构复杂，连接麻烦，耗电多。
3，方法选择：
（1）一般能用限流就用限流接法，以下 三种用分压接法； （2）用限流不能保证实验仪器的安全，如 电路中的最小电流都超过电流表的量程； （3）变阻器的总阻值远小于待测电阻； （4）实验要求电压从零开始连续变化的。
电表内外接法的选择
1.直接比较法(1):当RX较大、且满足RX>>RA 时 ,应采用内接法 (2):当RX较小、且满足RX<<RV时，应采用外 接法 2.电路选择判断方法: 当RX的大小很难断定是满足RX>>RA，还是满 足RX<<RV时, 间接比较法: RX/ RA与RV/RX的大小比较 1当RX/ RA>RV/RX时,应选内接法 2当RX/ RA<RV/RX时,应选外接法
3.如果不知道被测电阻的大约值，即不知道Rx 是≤Rv还是≥RA的情况下，要用试测法
V
观察测b、c两点 时两表的变化
a RX b
A
c
如果v变 化明显 如果A变 化 明显
电流表的分 压作用明显 电压表的分 流作用明显
采用电流 表外接法 采用电流 表内接法
思考题：
试画出伏安法测电阻的四种接线图，并 说明其使用条件。 限流内接 限流外接 分压内接 分压外接
实验 测定金属的电阻率
一，实验目的：
1，学会使用螺旋测微器，会读数； 2，进一步理解伏安法测电阻原理； 3，测定金属的电阻率。
二，实验原理：
v
A
R
S R l
应采用限流外接法
三，实验器材：
金属丝，干电池（2节），电压表，电流表， 滑动变阻器，导线若干，开关，米尺，螺旋测 微器。
四，实验步骤：
1，在金属丝三个不同位置上测直径，求D；
2，用米尺测量金属丝长度三次，求L；
3，根据电路图连接电路；
4，合上开关，调节变阻器，记录几组U，I值；
5，断开开关，拆除导线，整理好器材。
五，数据处理：
D L U I
是否合理？
S=
L=
R=
有以下实验仪器，应使用哪种接线方法？
例1、待测电阻R（100Ω ）左右 电流表（量程20mA，50Ω ） 电压表（量程3V，50kΩ ） 电源（6V，r=0.1Ω ） 滑动变阻器R0（15Ω ，Im=1A）
例2用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材 如下 ： 待测电阻Rx （阻值约为25kΩ） 电流表A1：（量程100μA，内阻2kΩ） 电流表A2：（量程500μA，内阻300Ω） 电压表V1：（量程10V，内阻100kΩ） 电流表V2：（量程50V，内阻500kΩ） 电源E：（电动势15V，允许最大电流1A） 滑动变阻器R：（最大阻值1kΩ） 电键S，导线若干 为了尽量减小实验误差，要求测多组数据． （1）电流表应选_________，电压表应选______ （2）画出实验电路图．
S
A
三，实验器材：
小灯泡，直流电源，电压表，电流表， 变阻器，导线若干，开关，坐标纸。
四，实验步骤：
（1）将实验器材按电路图接好电路。
（2）调节滑动变阻器的滑片，将电流表和 电压表的读数记入表中。 （3）在坐标纸上建立坐标系，将记录的数 据点描在坐标系中，画出伏安特性曲线。
五，数据处理：
U（V） I（A）
三、伏安法测电阻的的两种接法：
（1）内接法：
V
A RX
UV U A U R U A U R R测 IA IR IR IR R A R X . R X 》R A时，R测 R X .
（2）外接法：
V
A
RX
UV UR UR R测 I A I V I R U R RV U R R X R X RV . .当R X RV 时，R测 R X . 《 R X RV