电学设计性实验应做好的三个选择

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高中物理电学实验器材和电路的选择分析

⾼中物理电学实验器材和电路的选择分析2019-09-09摘要：电学实验是⾼中物理教学的重要环节，主要包括实验器材选择和实验电路选择两个部分。

依据安全、适⽤、⽅便、准确的基本原则，合理选择实验器材和电路。

在明确实验⽬的的基础上，按照实验⽅案和实验步骤完成具体的物理电学实验。

关键词：⾼中物理电学实验器材电路选择电学实验在⾼考中的占⽐不断增加，这就要求教师应更加有针对性地展开电学实验教学。

电学实验的基本要求就是保证器材的安全，在器材安全的基础上可供选择的实验器材有很多。

教师应根据实际教学要求，选择合理的实验器材和电路，这也是电学实验的重点。

⼀、基本原则1.安全原则安全原则是电学实验的基本原则之⼀。

安全原则就是在电学实验的进⾏中，要确保实验器材的安全，避免出现器材损坏及电路烧毁等问题。

在电学实验教学中，常见的安全问题主要包括电流表烧毁、电压表烧毁、接线柱接反、读数超量程等。

这些安全问题不仅会造成实验结果的不准确，还会导致器材的损坏，甚⾄危及实验⼈员的⼈⾝安全。

因此，在电学实验教学过程中，教师要明确强调安全原则，确保学⽣执⾏到位。

2.适⽤原则适⽤原则就是选择的器材或电路应确保实验的顺利进⾏，避免出现读数超量程等问题。

适⽤原则主要体现于器材选择和电路选择。

3.⽅便原则⽅便原则的出发点就是⽅便实验的顺利进⾏，即在安全原则和适⽤原则的基础上，合理选取实验器材和线路，尽量简化实验连线图。

⽅便原则主要体现在滑动变阻器、限流电路和分压电路的选择上。

4.准确原则准确原则就是电学实验的数据和结果应当尽量保持精准，最⼤程度地降低实验误差。

在物理电学实验中，准确原则也是其他类型实验的基本要求之⼀。

准确原则主要涉及实验器材选择的准确性和实验线路选择的准确性两个部分。

⼀般情况下，为了确保实验的准确性，可以根据电学实验给出的已知条件，对电流、电压等进⾏粗略估算，再根据估算结果选择适当的实验器材和电路。

⼆、电学实验器材选择1.电源电源是⾼中物理电学实验的关键器材，电源选择是否合理直接关系到实验的成功与否。

电学实验的设计及电阻的测量

电学实验的设计及电阻的测量一、电学实验设计原则：1、安全性原则：电源不超载、电表不超程、电器不超压不超流。

2、精确性原则：电表读数要尽可能精确、实验系统误差要尽可能小。

3、方便性原则：实验操作方便、仪器调整方便、数据处理方便。

4、可行性原则：选实验室经济实用器材、设计合理的能耗小的实验电路。

二、实验仪器的选择：（1）原则：安全、精确、方便、可行，要正确处理安全和精确的关系。

（2）选择的一般步骤;①根据实验要求设计合理的实验电路。

②找出唯一性的器材。

③估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格先选定电源、再选定电压。

表和电流表以及所用的量程；电源→电压表→电流表。

④根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器。

三、实验电路的选择;符合实验原理、操作简便、处理数据方便、系统误差小、甚至没有系统误差。

四、控制电路的选择（二.供电电路与滑动变阻器的选择） 1、滑动变阻器的两种连接方式如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 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．限流接法分压接法比较说明负载RL 上电压调节范围（忽略电源内阻） 0L REU E R R ≤≤+ 0L U E ≤≤分压接法电压调节范围大负载RL 上电流调节范围（忽略电源内阻） 0L E EI R R R≤≤+ 0L EI R≤≤分压接法电流调节范围大相同条件下电路消耗的总功率 L EIL ap E I I （＋）限流电路能耗较小闭合S 前触头位置b 端a 端都是为了保护电路元件3.选择原则：在符合实验要求和安全的条件下，要操作简便、电流和电压的读数有较大的变化范围，提高实验的精确度。

一般情况下当0L R R <时，或实验没有较高要求，仅从安全和精确度分析两者均可使用时，考虑安装简便和节能因素可优先选限流电路，当0L R R 及实验电路电压和电流要求从零连续调节时，选分压电路。

高中物理复习专题--电学实验知识点归纳

中学物理复习专题--电学试验学问点归纳一、电路设计或器材选择原则1、平安性：试验方案の实施要平安牢靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。

要留意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。

2、精确性：在试验方案、仪器、仪器量程の选择上，应使试验误差尽可能の小。

保证流过电流表の电流和加在电压表上の电压均不超过运用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度の1/3），以削减测读误差。

3、便于调整：试验应当便于操作，便于读数。

二、内、外接法の选择 1、外接法与外接法对比2、内、外接法の确定方法： ①将待测电阻与表头内阻比较R R V xx x AR R R >⇒⇒ 为小电阻外接法 R R V x x x ARR R ⇒⇒＜为大电阻内接法 ②试触法触头P 分别接触A 、B电压表示数变更大⇒电流表分压作用大⇒外接法电流表示数变更大⇒电压表分流作用大⇒内接法三、分压、限流接法の选择1．两种接法及对比限流接法分压接法电路图电压调整范围 xx ER R x U E R≤≤+ 0x U E ≤≤ 电路消耗总功率 x EI()x ap E I I +闭合K 前滑动头在最右端滑动头在最右端2．选择方法及依据①从节能角度考虑，能用限流不用分压。

②下列状况必需用分压接法A ．调整（测量）要求从零起先，或要求大范围测量。

B ．变阻器阻值比待测对象小得多（若用限流，调不动或调整范围很小）。

C ．用限流，电路中最小の电压（或电流）仍超过用电器の额定值或仪表量程。

四、实物图连接の留意事项和基本方法⑴留意事项：①连接电表应留意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。

②各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。

③对于滑动变阻器の连接，要搞清晰接入电路の是哪一部分电阻，在接线时要特殊留意不能将线接到滑动触头上。

⑵基本方法：①画出试验电路图。

②分析各元件连接方式，明确电流表与电压表の量程。

电学设计性实验,应做好三个选择

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显然，电流表的示数变化较电压表的示数变化明显．说这明电压表的分流作用较大．了减小误差．采用电流表内接为应
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法，Ｐ端接ｂ。Ｒ：＝ｌｆＡ点 —
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ｖ，：ｌ ’ １０ｍＡ，ｉＡｕ △ＩＩｌ．广ｌ＝￣］
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解析：种接法中两表示数变化分别为：＝Ｕ～，０１两 △ＵＩ．ＵＩ．＝
接法。２１界值计算法．Ｉ缶
三、制电路的选择控控制电路即滑动变阻器在电路中的连接，常有两种不同的形式，别如图４图５示，为滑动变阻器的限流式接分、所图４法，为滑动变阻器的分压式接法。图５
ＵａＵｂ、。
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通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大值。２误差因素．选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针接近满量程，指针应偏其转到满偏刻度的１以上；用欧姆表时宜选择使指针尽可能／３使在中间刻度附近的倍率档位。３便于操作．选用滑动变阻器时应考虑对供电电压的变化范围既能满足实验要求，便于调节。在调节滑动变阻器时，使其大部又应分电阻线都用到。４实验要求．除以上三个因素外，应注重实验实际。电压从零开始还如起调．给电源与用电器匹配，等。所等二、量电路的选择测

电学实验仪器仪表的选择原则方法

在滑动变阻器作限流作用时选择变阻器时，应使其总电阻，R0大于RX，一般在2—5倍为好。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小于RX ，一般R0在0.1RX─0.5RX之间为好。
1、选择分压式的几种情况：
电压从零开始调节；电压调节范围足够大；滑动变阻器的阻值小于Rx（一般小于Rx的1/2）；用限流接法时电路中的最小电流仍然超过电表量程。
电学实验仪器选择的基本原则方法
选择器材和电路的一般原则
1．安全性原则：实验中要保证电流、电压值既
不超过仪表的量程，又不能超过变阻器、小．
2．精确性原则：在不违反安全性原则的前提下，尽量使测量结果更精确．
灯泡、电阻箱等器材所允许的最大值．
简便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便
一个额定功率为0.1W的电阻，其阻值不详。用欧姆表粗测其阻值，其结果如图所示。现有下列器材，试选择合适的器材及适当的电路，较精确地测定该电阻的阻值。 A．电流表，量程0～500μA，内阻约150Ω B．电流表，量程0～10mA，内阻约10Ω C．电压表，量程0～3V，内阻约5KΩ D．电压表，量程0～15V，内阻约10KΩ E．干电池两节，每节电动势为1.5V F．直流稳压电源，输出电压12V，额定电流1A G．滑动变阻器，0～50Ω，0.5A H．电键一只，导线若干
(1)为较准确测量电阻R的阻值，要求各电表指针能有较大的变化范围，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填器材前面的序号)．
在方框中画出实验电路图．
A．直流电源6 V(内阻不计) B．电流表0～3 A(内阻0.1 Ω以下) C．电流表0～300 mA(内阻约为2 Ω) D电压表0～15 V(内阻约为20 kΩ) E．电压表0～5 V(内阻约为15 kΩ) F．滑动变阻器10 Ω，2 A G．滑动变阻器1 kΩ，0.5 A

电学设计型实验

电学设计型实验所谓设计型实验，就根据实验目的，运用掌握的物理规律、实验方法，选择熟悉的仪器、器材设计实验方案。

设计方案包括选用合适的实验方法、选择配套的实验器材、安排正确的实验步骤、设计科学的数据处理方法，采用客观的误差分析方式，最后给予总结和评价。

一、设计型实验的设计原则：（1）科学性：科学的方案应有科学的依据及正确的方式。

（2）安全性：设计的方案实施时，应安全可靠，不会对仪器、器材千万危害。

（3）精确性：实验误差应控制在允许范围之内，尽可能选择误差较小的方案。

（4）可操作性：设计方案应便于操作、读数，便于进行数据处理和观察。

同还要注意到，用两个总阻值大小不同的变阻器调节电路中的电流，当它们串联使用时哪个是粗调?哪个是细调?并联使用时，哪个是粗调，哪个是细调?二、设计型实验的设计方法（一）替代法用一个标准的已知量替代被测量，并调整此标准量，使整个测量系统恢复替代前的状态，则被测量等于标准量。

用替代法可有效减小误差，通常是使用可直接读数的电阻箱等效替代测电阻。

如图1所示，对于电流表Ｇ１、Ｇ２的量程各有什么要求?电阻箱Ｒ１的阻值还需要远大于电阻箱Ｒ２的阻值吗?哪个电阻箱用精度为0.1欧的合适?1、现有电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、低压直流电源、单刀单掷开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。

要求用以上器材尽可能精确地测量待测电阻的阻值。

（1）画出电路图（2）简要说明测量的主要步骤。

2、为了测量电流表G 1的内阻，电路如图2所示，其中电流表G 1的量程0-300μA 、内阻约100Ω，G 2为标准电流表，量程为0-200μA ；R 1为电阻箱，阻值范围0-999.9Ω；ε为电池，电动势3V 、内阻不计，S 1为开关，S 2单刀双掷开关。

按电路图接好电路后，将可变电阻器R 3和电阻箱R 1适当调图 1R 3 图2节后，将单刀双掷S2扳到接点1处，接通开关，调节可变电阻R2，使两电表的读数都是150μA，然后将将单刀双掷S2扳到接点2处，调节变阻箱R1，使标准电流表的读数仍为150μA，若此时电阻箱的读数为75Ω。

2019年高三总复习二轮复习实验之电学实验器材的选择和电路设计问题

一、选择实验仪器的三大原则1. 安全性原则：要能够根据实验要求和客观条件选用合适的仪器，使实验切实可行，能达到预期目标。

另外还要注意测量仪器的量程，电阻类器件的电流不能超过允许通过的最大电流等。

2. 精确性原则：根据实验的需要，选用精度合适的测量工具，但对某个实验来讲，精确程度达到要求即可，并不是精度越高越好。

3. 方便性原则：在不违反前两个原则的前提下，尽量使测量电路简单好接，测量中的调节控制操作方便。

(1) 用分压式接法时，滑动变阻器应该选用阻值较小的，而额定电流较大的。

(2) 用限流式接法时，滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的，额定电流应大于被测电阻的额定电流。

二、电学仪器的选择1. 电源的选择：一般可以根据待测电路的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源。

2. 电表的选择：一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表；根据待测电流的最大电流选择电流表；选择的电表的量程应使电表的指针偏转的幅度较大，一般应使指针能达到半偏以上，以减小读数的偶然误差，提高精确度。

三、电流表内外接法的区分与选择1. 两种接法的比较2.两种接法的判断(1)比值判断法若R VR x<R xR A，R x为大电阻，内接法误差小应选用内接法；若R VR x>R xR A，R x为小电阻，外接法误差小应选用外接法。

(2)临界值判断法当被测电阻R x的大小无法直接判定时，先求临界电阻R0＝R A R V。

若R x>R0，则R x为大电阻，内接法误差小；若R x<R0，则R x为小电阻，外接法误差小；若R x＝R0，内外接法均可。

(3)试触法：当无法估计电阻的阻值，难以比较R AR x及R xR V的大小时，可采用电压表试触法看电流表、电压表变化大小来确定，若电流表示数较电压表示数变化明显，说明外接时电压表分流作用大，应采用内接法；若电压表示数较电流表示数变化明显，说明内接时电流表的分压作用大，应采用外接法。

电学实验设计中仪器和电路的选择

电学实验设计中仪器和电路的选择中学电学实验因其原理丰富、操作容易、现象明显、误差相对较小且易于减小实验误差等特点,而成为各类考试考查中长盛不衰的“热点”,高考中更是年年必考。

其中难点是实验仪器和电路的选择,它能充分反应学生对实验目的、实验原理、实验方法和步骤等的理解掌握情况以及对实验器材性能和操作的熟练程度,是对实验能力的一种综合性考查,因此它往往具有一定的难度,是学生学习的难点和重点。

近几年高考中基本上都考查了实验仪器及电路的选择,学生得分率都不很高。

下面我们来分析如何解决这一类型的习题。

首先,选择仪器和电路的目的是为了减小实验误差,使测量尽量准确。

比如,选择安培表的内、外接法主要是为了减小系统误差;选择电表的量程主要是为了减小读数的偶然误差等等。

因此,为了使测量尽量准确和保护仪器,选择仪器和电路时应注意如下总原则:(1)电表的选择:①尽量选择较理想(即安培表内阻越小越好,伏特表内阻越大越好)的电表(电压表、电流表)；②选量程时应尽量使指针达半偏以上。

这样有利于减小误差。

(2)变阻器的选择:原则上要便于调节。

所以其电阻值应接近待测电阻,不要过大,也不要过小。

额定电流则越大越好。

(3)安培表内、外接法的选择：当R R R R x A v x <时,用安培表外接法；当R R R R x A v x>时,用安培表内接法。

(4)分压、限流电路的选择:①选择电路时优先考虑限流电路,当电路中最小电流仍超过电流表量程(或电路中额定电流)时,就用分压电路;②要求尽量多测几组实验数据时,用分压电路;③用图线法处理数据时,用分压电路。

等。

【例1】有一电阻R x ,其阻值大约在40～50欧姆之间,需要进一步测定其阻值,手边实验要求多测几组电流、电压值,画出电流−电压关系图。

为了实验能正常进行并减小测量误差,而且要求滑动变阻器便于调节,在实验中应选图_____所示的电路,应选代号是______的毫安表和代号是_____的滑动变阻器。

电学实验中电路和仪器的选择原则和方法

电学实验中电路和仪器的选择原则和方法纵观近几年高考试题，电学实验一直是高考的热点，从省历年高考复习研讨会对试题的分析及评价报告反馈的情况看，电学实验部分得分率很低，因此，高考备考复习中应把电学实验线路和器材的选择确定为复习的重点和难点。

下面就从原理和方法上进行分述，最后通过例题来评述运用过程。

一、伏安法测电阻实验中内接法与外接法的选择所谓伏安法测电阻中的内、外接法是相对安培表而言，安培表紧挨待测电阻接在里面的接法叫内接法，如图1（a ）所示，安培表接在外面的接法叫外接法，如图1（b ）所示。

由于安培表的内阻并不为零、伏特表的内阻并非无穷大，因此，无论哪种接法，都会给测量结果带来误差（见下表），但合理的选择内接法或外接法有利于减小误差。

x x (a) 内接法（b ）外接法图1引起误差的原因 R x 真实值表达式 R x 测量值与真实值比较内接法安培表的分压作用 R 真=（U —U A ）/I 偏大外接法伏特表的分流作用 R 真=U/（I —I V ）偏小1、若R x 、R A 、R r 的大小大致可估，可用以下三种方法来选择内、外接法：（1）当R x 较大、满足R x 》R A 时，应采用内接法，因为这时安培表的分压作用很微弱。

（2）当R x 较小、满足R x 《R V 时，应采用外接法，因为这时伏特表的分流作用很微弱。

（3）当R x 的大小很难断定是满足R x 》R A ，还是满足R x 《R V 时，可采用计算临界电阻值的方法，具体做法是：先计算临界电阻R 0=V A R R ，若R x >R 0,则视R x 为较大采用内接法；若R x <R 0则视R X 为较小采用外接法。

采用临界电阻值法来确定内、外接法是一种普遍的通用方法。

例1、伏安法测一个阻值约为5欧左右的电阻，所用的安培表内阻约为0.1欧、伏特表内阻约为10千欧，为了减小误差，应采用内接法或是外接法？解答：计算临界电阻R 0=v A R R =31.6欧,由于R x <R 0,则应选择外接法有利于减小误差。

初中物理实验电路设计注意事项

初中物理实验电路设计注意事项电路是物理实验中非常重要的组成部分，正确地设计和搭建电路是保证实验准确性和安全性的基础。

本文将介绍一些初中物理实验电路设计时需要注意的事项。

首先，正确选择电源。

在设计电路时，我们需要选择合适的电源供电。

根据实验的要求，电源的电压和电流需要匹配。

通常使用干电池或电流稳定器作为电源，特别是在需要稳定电压和电流的实验中。

此外，我们还需要注意电源的极性，正确接入电路，以避免电路短路或烧毁元件的情况发生。

其次，合理选择电阻。

电阻是电路中常用的元件之一，根据实验中所需的电阻大小，我们可以选择合适的电阻进行设计。

在选择电阻时，需要注意两个方面的问题：一是电阻的阻值是否符合实验要求，二是电阻的功率是否满足实验所需。

如果电阻的功率不符合要求，当电流过大时，电阻可能会发热，导致电路故障或电阻烧毁。

因此，正确选择电阻的阻值和功率是确保电路正常工作的关键。

再次，合理布置元件。

在电路设计中，合理布置元件是确保电路工作正常的重要因素之一。

我们需要将元件按照电路图的要求正确地连接起来，并保持电路的整洁。

此外，在布置元件时，需要注意元件之间的间隔，避免元件之间发生短路或误触的情况。

此外，还需要注意电路的接线和连接。

在连接电路时，需要确保接线牢固可靠，避免松动或短路现象。

正确的连接方式是保证电路工作正常和安全的前提。

在接线过程中，需要确保电线的绝缘体完好无损，避免电线裸露部分接触到其他金属导体导致短路。

此外，还需要注意实验现象的观测。

在实验过程中，我们需要观察实验现象和记录相关数据。

观察实验现象需要仔细，耐心，并确保准确记录每次观测的结果。

只有这样，我们才能获取准确的实验数据，并有效分析实验结果。

最后，实验结束后需要及时的清理和维护。

完成实验后，我们需要将实验所用的元件和仪器进行清理和维护，确保下次实验时可以正常使用。

对于易损坏的元件，需要进行合理的保护和保存，以提高元件的使用寿命。

总之，初中物理实验中的电路设计是实验工作中非常重要的环节。

电学实验的“三个选择”(32张ppt)

选择合适的测量仪器
如万用表、示波器等，以确保准确测量实验数据。
选择合适的实验电源
确定电源类型
直流电源或交流电源，以及所需的电压和电流值。
考虑电源安全性
确保电源具备过载保护、短路保护等功能，保障实验安全。
考虑电源稳定性
选择稳定性好、噪声低的电源，以提高实验精度。
考虑电源效率
选择效率高的电源，以减少能源浪费和设备发热。
在进行电学实验之前，应先了解实验原理，明确实验目的和步骤，以提高实验效果。
精确测量
在实验过程中，应使用精确的测量工具和设备，确保数据的准确性和可靠性。
多次测量求平均值
为了减小误差，应对同一组数据多次测量并取平均值，以提高实验结果的精度。
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04
实验的注意事项与建议
安全注意事项
始终确保电源已关闭
在进行电学实验之前，务必确保电源已经关闭，以防止触电事故。
使用绝缘材料
避免短路
在连接电路时，应避免将电源的正负极直接相连，以免造成短路，损坏实验器材。
在实验过程中，应使用绝缘材料来保护自己和实验器材，避免发生电击。
实验器材的保护与保养
02
实验中的操作
选择合适的实验方法
总结词
实验方法的选择对于实验结果和实验效率具有重要影响。
详细描述
在电学实验中，需要根据实验目的、实验条件和实验要求选择合适的实验方法。例如，在测量电阻的实验中，可以选择使用伏安法、电桥法或惠斯通电桥法等不同的方法。选择合适的实验方法可以减少误差、提高测量精度和实验效率。
01
02
03
正确使用实验器材
在实验过程中，应按照说明书正确使用实验器材，避免因误操作导致损坏。

如何设计出色的电学实验

如何设计出色的电学实验电学实验在物理学、电子工程学等领域中都占据着重要的地位。

一个出色的电学实验不仅能够帮助我们深入理解电学原理，还能培养我们的实践能力和创新思维。

那么，如何才能设计出这样出色的电学实验呢？首先，明确实验目的是设计的关键起点。

我们需要清楚地知道通过这个实验想要验证或探究什么电学现象或原理。

比如，是要研究电阻对电流的影响，还是探究电容的充电和放电规律？只有明确了目的，后续的实验设计才有方向。

在确定实验目的后，选择合适的实验器材至关重要。

要充分考虑器材的精度、量程、稳定性等因素。

例如，测量微小电流时，需要选用灵敏度高的电流表；而在处理高电压时，必须确保电压表有足够的量程和耐压能力。

同时，还要注意器材的通用性和易得性，以便实验能够顺利进行。

实验电路的设计是核心环节之一。

根据实验目的和所选器材，合理构建电路。

要遵循简洁、安全、可靠的原则。

对于复杂的电路，可以先画出电路图进行规划和分析，避免在实际操作中出现混乱。

比如，在串联电路和并联电路的选择上，要根据实验需求来决定。

如果要研究各个元件对总电阻的影响，串联电路可能更合适；而要探究各支路电流和电压的关系，并联电路则更为恰当。

实验步骤的设计要详细且具有可操作性。

每个步骤都要清晰明确，包括如何连接电路、如何调节变量、如何测量数据等。

在操作过程中，要注意规范和安全。

比如，连接电路时要先断开开关，避免短路造成器材损坏；调节电阻箱或滑动变阻器时，要缓慢进行，观察电表的示数变化。

数据的测量和记录也是不容忽视的环节。

要确定需要测量哪些物理量，并选择合适的测量工具和方法。

同时，记录数据要准确、完整、清晰。

可以设计专门的数据表格，将测量的时间、物理量的数值、单位等都清晰地标注出来。

这样不仅便于后续的数据分析，也能保证数据的可靠性。

实验误差的分析和控制是提高实验质量的重要手段。

要清楚可能导致误差的因素，如仪器误差、读数误差、环境因素等。

通过多次测量取平均值、改进测量方法、控制实验环境等方式来减小误差。

突破电学实验的3个选择

突破电学实验的3个选择李莉【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】3页(P62-64)【作者】李莉【作者单位】安徽省淮北市第十二中学【正文语种】中文电学实验是高考的必考点，考试形式开放,内容源于教材又不拘泥于教材,考题比较灵活,一直都是学生学习的难点,而如果能做好以下3个选择就可以很好地突破电学实验题．高考对器材选择的考查主要集中在电源、电表和滑动变阻器上．对这些器材的选择主要遵循以下几个原则：1) 安全性原则．电源的最大输出电流不能超过用电器的额定电流；电表的示数不能超过其量程；通过电阻的电流不能超过其允许的最大电流．2) 减小误差的原则．电流表和电压表在使用时其指针应偏转到满偏刻度的1/3以上;使用欧姆表时应选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率档位．3) 便于操作的原则．选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又便于调节,在调节滑动变阻器时,应使其大部分电阻线都被用到．例1 为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω),有以下器材可供选择．电流表○A1 (量程0～50 mA,内阻约10 Ω);电流表○A2 (量程0～3 A,内阻约0.12 Ω);电压表○V1 (量程0～3 V,内阻很大);电压表○V2 (量程0～15 V,内阻很大);电源E(电动势约为3 V,内阻约为0.2 Ω);定值电阻R(20 Ω,允许最大电流1.0 A);滑动变阻器R1(0～10 Ω,允许最大电流2.0 A);滑动变阻器R2(0～1 kΩ,允许最大电流0.5 A);单刀单掷开关S一个,导线若干．则电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________．(填字母代号) 分析电源电动势约为3 V,所以电压表选择○V1 (量程0～3 V,内阻很大);待测电阻Rx的阻值约为30 Ω,流过Rx的最大电流为=0.1 A=100 mA,如果电流表选择○A2 (量程0～3 A,内阻约0.12 Ω),指针偏转很小,测量不准确,所以只能选择○A1 (量程0～50 mA,内阻约10 Ω);滑动变阻器R2的最大电阻太大,操作不便,所以滑动变阻器应选R1(0～10 Ω,允许最大电流2.0 A)．此题通过对实验器材的选择,训练了学生有序思考问题的思维方法．解答本题首先要考虑的是电源的参数,然后结合选择器材的上述原则,作出合理解答．电学实验题看似考查范围较广,习题变化较多,但追根溯源,常考知识主要有以下几点：1)电阻的测量;2)测电源电动势和内阻;3)多用电表原理和应用．高三复习阶段一定要理解电学基本实验的原理,熟悉基本电路图,这样才能快速、准确地选择电路．例2 要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作．已选用的器材有：电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);电流表(量程为0～250 mA,内阻约5 Ω);电压表(量程为0～3 V,内阻约3 kΩ);开关一个、导线若干.(1) 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号).A 滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A);B 滑动变阻器(最大阻值1750 Ω,额定电流0.3 A)(2) 实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号).(3) 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示.如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5 Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W.(1) 测绘小灯泡的伏安特性曲线时,小灯泡两端的电压应从0开始,故所需要的电路为滑动变阻器分压式,滑动变阻器应选用阻值小而额定电流大的A．(2) 因小灯泡正常工作时的电阻约为=15 Ω,而电流表、电压表的内阻分别为5 Ω和3 kΩ,满足RV≫Rx,故电流表应外接;实验中因小灯泡两端电压需要由0逐渐增加到3 V,并便于操作,故滑动变阻器应采用分压接法,所以应选用B图.(3) 作出电源电动势的I-U图象,与小灯泡伏安特性曲线交于一点,该点的电压与电流的乘积即为小灯泡消耗的功率,则有P=IU=0.10×1.0 W=0.1 W．电流表内外接法和滑动变阻器的分压、限流接法是电学实验重点考查的知识点．电流表内外接法主要从减小误差的角度考虑,把造成误差较大的仪表放外面;滑动变阻器分压接法调压范围较广,以下3种情况必须采用分压电路： 1)实验中电压要求从0开始调节; 2)待测电阻阻值远远大于滑动变阻器阻值; 3)采用限流接法无法控制电路中的电流符合实验要求．实验数据的处理往往要用到图象法．而在高中阶段定量应用图象处理问题主要是一次函数图象,在应用图象处理问题过程中巧妙改变变量关系,可以作出一次函数图象,从而解决问题．例3 某同学设计如图3所示的电路来测定一段电阻丝的电阻率ρ,ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2 Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝始终接触良好．实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d=0.400 mm．实验时,闭合开关S,调节P的位置,记录aP长度x和对应的电压U、电流I的数据,并求得U/I的数值,如表1所示.(1) 根据表中数据作出U/I-x关系图象,利用该图象, 可求得电阻丝的电阻率ρ=________Ω·m (保留2位有效数字)．(2) -x关系图象纵轴截距物理意义是______．(1)如图4所示．根据电阻定律得,由欧姆定律得,联立得,可见U/I-x斜率,可求得ρ=kS≈1.2×10-6 Ω·m．(2) 由·x+RA可得出图象纵轴截距表示的是电流表内阻．例4 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 μA、内阻为2500 Ω的表头,一个开关,2个电阻箱(0～999.9 Ω)和若干导线.(1) 由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱________(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为________Ω.(2) 接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图5所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如表2.① 根据表中数据，图6中已描绘出4个点，请将第5、6两组数据也描绘在图6中，并画出IR-I图线;② 根据图线可得电池的电动势E是________V,内阻r是________Ω.(1) 将小量程表头改装成更大量程的电流表,需给表头“并联”一个合适阻值的分流电阻.已知表头满偏电流Ig=100 μA,表头内阻Rg=2500 Ω,改装后电流表量程IA=50 mA,设分流电阻为Rx,由IgRg=(IA-Ig)Rx,解得Rx≈5.0 Ω．(2) ① 将表中第5、6两组数据描入坐标纸,分析电路并由闭合电路的欧姆定律可得E=I(R+RA+r),变形得IR=-(RA+r)I+E,可知IR-I图象为一条直线,故应用一条直线拟合各数据点,如图7.② 由上述分析知,IR-I图象的纵轴截距为电池电动势,由图知E≈1.53 V(1.52～1.54 V);图中直线斜率的绝对值为RA+r,则RA+r≈7.0 Ω,所以电池内阻r≈7.0 Ω-RA≈2.0 Ω．在物理实验中应用图象法进行数据处理,不仅具有简明、直观的特点,而且还可以减小误差,所以图象法是一种重要的科学方法．对图象的考查很好地体现学生实验探究素养和科学素养．实验中对图象的考查主要从作图和用图两方面进行．作图题一般解答程序是：建系(要求包含以下要素：原点、轴名、单位、最小分度值)—描点(要求点迹要分散)—连线(要求线要平滑);用图题一般要根据相关物理量的关系,先写出解析式,再对照图象明确斜率、截距、面积、交点等意义,从而求出相关物理量．1. 如图8是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10 Ω),R1是电阻箱(0～99.9 Ω),R是滑动变阻器,○A1 和○A2是电流表,E是电源(电动势10 V,内阻很小)．在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大．实验具体步骤如下：(ⅰ) 连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;(ⅱ) 闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使○A1 示数I1=0.15 A,记下此时电阻箱的阻值R1和○A2 的示数I2;(ⅲ) 重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2值;(ⅳ) 将实验测得的7组数据在坐标纸上描点.根据实验回答以下问题：(1) 现有4只供选用的电流表：A 电流表(0～3 mA,内阻为2.0 Ω)B 电流表(0～3 mA,内阻未知)C 电流表(0～0.3 A,内阻为5.0 Ω)D 电流表(0～0.3 A,内阻未知)○A1 应选用________,○A2 应选用________．(2) 在图9坐标纸上画出R1与I2的关系图．(3) 根据以上实验得出Rx=________Ω．2. 某同学设计了如图10-甲所示的电路测电源电动势E及内阻r．多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了图10-乙所示的图线,则电源电动势E=____V,内阻r=____Ω．链接练习参考答案1. (1) D C. (2)图略. (3) 31.2. 2.0 1.0.。

浅谈物理电学实验中关于电路设计和仪器的选择问题

浅谈物理电学实验中关于电路设计和仪器的选择问题文章说明：本文选的题目为在一次广东省高三物理高考教学研讨会上，一位做典型发言的物理教师的所选例题，为了使得教师与学生能够更全面正确的解答此类试题，特撰文如下浅谈物理电学实验中关于电路设计和仪器的选择问题高中物理中电学是高考中的传统重点内容，实验技能的考核又是学生高考中的必考内容，电学实验基本年年都考考，而关于电学实验中的电路设计以及电学仪器的选择问题则是此重点中的难点。

电学实验的学习，要立足课本，在精研教材的基础上，做熟做透课本上的此类实验，是做好此类实验题目的最佳也是最基本的方法。

尤其是现在适应新形势需要的出现的“设计性实验”或“探究性实验”等试题，已跳出了课本分组实验的范围，要解决好此等题目，更是要牢记各种电学仪器的使用方法、实验基本原理、实验的方法和基本电路和以及一些常识性的知识。

方可以较好的解决好相关实验试题。

所谓常识性的知识是指诸如：干电池的单节电压 1.5V，内电阻为零点几欧到几个欧姆，干电池在大电流放电时，电动势会明显下降，内阻也会明显变大，所以，实验时电流一般在0.3A，短时间不要超过0.5A，电表读完示数要立刻断电；电阻箱的阻值可以直读，不像滑动变阻器那样阻值不可以直读。

1．电路设计及电学仪器的选用原则：电学实验中电路设计的问题，在符合基本实验原理的情况下，具有一定的灵活性，设计出的电路往往也具有非唯一性。

解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。

1）安全性：要注意到各种电表（电压表、电流表）均有量程；电源、电阻（电阻箱，滑动变阻器等）均有最大允许电流和最大功率；改变电阻箱的阻值时，不要轻易的直接改变倍率最大的旋钮，以免烧坏仪器等。

设计的电路不能使得仪器或电源的损坏，实验实施过程中也不应对人身造成危害。

2）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。

电学设计实验，应做好三个选择

电学设计实验，应做好三个选择
庄胜文
【期刊名称】《数理化解题研究：高中版》
【年(卷),期】2003(000)006
【总页数】2页(P40-41)
【作者】庄胜文
【作者单位】山东省临沂市罗庄一中276017
【正文语种】中文
【中图分类】G633
【相关文献】
1.电学实验设计应做好的四个选择 [J], 刘立毅;王洪明
2.例谈电学实验教学应注意的三个问题 [J], 刘建灵
3.电学实验中滑动变阻器应如何选择接法 [J], 梅家烨
4.电学实验中滑动变阻器应如何选择接法 [J], 梅家烨
5.解读电学实验中“三个选择” [J], 高爱虎
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高三物理如何选择电学仪器和实验电路

高三物理如何选择电学仪器和实验电路在电学实验中，例如用伏安法测电阻。

测量电源的电动势和内电阻，测某一用电器的I －U 图线，都存在如何选择电学实验器材，如何选择测量电路、操纵电路的问题。

合理地选择实验器材和实验电路，能够使实验顺利进行，而且实验操作方便，实验误差较小。

正确地选择电器和电路的问题，有一定的灵活性。

解决时应把握和遵循一些差不多的原则、即“安全性”、“精确性”、“方便性”和“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面要综合考虑。

灵活运用。

一、实验仪器的选择依照教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验议器要紧是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常能够从以下三方面入手：1、依照不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。

第一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。

然后合理选择量程。

务必使指针有较大偏转（一股取满偏的2/3左右），以减少测读的误差。

2、依照电路中可能显现的电流或电压范畴需选择滑动受阻器。

注意流过滑动变阻器的电流不超过它额定值。

对高阻值的变阻器，假如滑动头稍有移动，使电流电压有专门大变化的，不宜采纳。

3、应依照实验的差不多要求来选择仪器。

关于这种情形。

只有熟悉实验原理。

才能作出恰当的选择。

例1: 有一电阻R ，其阻值大约在40Ω至50Ω之间，需进一步测定其阻值，现有下列器材：电池组ε，电动势为9 V ，内阻忽略不计；电压表V ，量程为0至10 V ，内阻20K Ω；电流表A 1，量程为0至50ｍＡ，内阻约20Ω；电流表A 2，量程为0至300m Ａ，内阻约4Ω；滑动变阻器R 1，阻值范畴为0至100Ω，额定电流1A ；滑动变阻器R 2，阻值范畴为0至1700Ω，额定电流0.3Ａ，开关Ｓ及导线若干。

实验电路图如图１所示，实验中要求多测几组电流、电压值。

在实验中应选电流表和滑动变阻器。

分析与解：第一估算电路中可能达到的最大电流值，假设选电流表A 1，则A R R I A x m 14.01≈+≈ε，超过了A 1的量程，假设选电流表A 2，则A R R I A x m 18.0'2≈+≈ε，未超出A 2的量程，故应选电流表A 2，这一选择遵循了安全性原则。