大学物理实验预习报告 制流电路、分压电路和电学实验基础知识

滑动变阻器是根据接入电路的金属丝长短来改变阻值 大小，来达到控制电流的。
滑动片左右滑动即是在改变接入电路的金属丝长短。 因为已知金属材料的电阻丝，其阻值跟电阻丝的长度， 横截面积，还有材质有关系。长度越长，阻值越大；截面积 越大，阻值越小，阻值与该种材料的阻值系数成正比。 滑动电阻器结构图[1]
注意事项 注意：要选择合适的滑动变阻器，每个变阻
器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流， 使用时要根据需要进行选择，不能使通过滑动变 阻器的电流超过它允许通过电流的最大值，否则 会烧坏变阻器。使用前应该将滑动变阻器连入电 路的电阻值调到最大。接法：不管是有几个接线 柱的滑动变阻器，在连入电路时，可采用“一上 一下”的连接方法。“一上” 指上面金属棒两端 的任一接线柱连入电路，“一下”指把下面线圈 两端的任一接线柱连入电路中。 滑动变阻器连入电路中的电阻值大小的判断，可采用“近 小远大”的判断方法。即如果滑动变阻器的滑片在移动过程中逐渐接“近”连入电路的下接 线柱，则变阻器连入电路的阻值将逐渐减“小”，灯泡就越亮，反之，若滑片移动过程中逐 渐“远”离连入电路的下接线柱，则连入电路的阻值将逐渐增“大”，灯泡就越暗。 滑动变阻器在电路中的作用是：（1）保护电路，即连接好电路，电键闭合前，应调节滑 动变阻器的滑片 P，使滑动变阻器接入电路部分的电阻最大。（2）通过改变接入电路部分的 电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变 阻器时，要求：一上一下，各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择下面的接线柱。 4.电阻箱： 电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电 阻阻值的变阻器。它与滑动变阻器比较，滑动变阻器 不能表示出连入电路的电阻值，但它可以连续改变接 入电路中的电阻。电阻箱能表示出连入电路中的阻值 大小,但阻值变化是不连续的. 但没有滑动变阻器值 变化准。使用时，把两个接线柱接入电路（两接线柱 不分正负极），调节旋盘就能得到 0~××××××欧（通 常为 9999.9 欧）之间的任意阻值。（通常顺时针方 向转动旋盘）各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍数，然后加在一起，就是接入 电路的阻值。各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入 电路的阻值。
阻较大，调节范围较宽时选分压电路；反之，当负载电阻较小，功耗较大，调节范围不太大 的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调要求，则可采用二级制流（或二段分压） 的方法以满足细调要求。 实验仪器：
万用电表（指针式、数字式各一块），低压电源（直流型、交流型各一台），滑线变阻器， 电阻箱，导线。 1.万用电表的原理和结构
作图：横坐标表示 X 纵坐标表示 I，做制流特性曲线。
滑线变阻器的分压作 0.3L 0.4L 0.5L 0.6L 0.7L 0.8L 0.9L L
U /V
作图：横坐标表示 X 纵坐标表示 U，做分压特性曲线。
教师签字： 月日
5
6
（a）
（b）
2.分压电路的特性：
图 3 制流电路
分压电路如图 4 所示，图中 E 为直流（或交流）电源，滑线变阻器两个固定端 A、B 与
电源 E 相接，负载 R2 接滑动端 C 和固定端 A（或 B）上，当滑动头 C 由 A 端滑至 B 端，负载
上电压由 0 变至 E，调节的范围与变阻器的阻值无关。
大学物理实验预习报告
姓名 柳天一 实验班号 计科 1204 实验号
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实验名称
制流电路、分压电路和电学实验基础知识
实验地点
教三 212
实验目的：
1、了解电学实验的要求、操作规程和安全知识。
2、学习电学实验中常用仪器的使用方法。
3、学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连成制流电路和分压电
路的方法。
实验原理及仪器介绍：
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(8) 每次更换电阻档后，都要调节“零欧姆”旋钮，使指针指向满度，若调不到零点， 须更换电池。测试电阻时，不得用双手同时接触两表笔的金属部分。
(9) 测量完毕，务必将转换开关旋至空档或最大交流电压档。 (10)数字万用表使用完毕必须关闭电源。当屏幕出现＋、－号时，必须更换电池。 3.滑线变阻器：
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（a）
（b）
3.制流电路与分压电路的选择：
图 4 分压电路
(1) 调节范围
分压电路的电压调节范围大，可从 0 E ；而制流电路电压调节范围小，只能从
R2 E E 。 R2 R1
(2) 细调程度
当 R1 R2 / 2 时，在整个调节范围内调节基本均匀，但制流电路可调范围小；负载上
的电压值小，能调得较精细，而电压值大时调节变得很粗。 (3) 功率损耗 使用同一变阻器，分压电路消耗电能比制流电路要大。基于两电路的差别，当负载电
由于电池的电动势会渐渐下降，这将会造成较大的测量误差，故该结构形式的欧姆表都 设有“零欧姆”调整电路，使用时先将表棒二端短路(即 Rx=0)，调节“零欧姆”旋钮，使指 针指向满度，即指针指向 0Ω 处。每当改变欧姆表的量程后，都必须重新调节“零欧姆”旋 钮。 2、万用电表的操作规程
(1) 使用指针式万用电表前必须认清两极和刻度盘，熟悉转换开关的作用和用法，据待 测量的种类和大小(交流和直流电压、电流、电阻)，将转换开关转到适当位置并接好表笔。
(2) 被测量不能确定其大概值时，应将转换开关旋到最大量程处。 (3) 使用前，若指针不在零位，首先调零；读数时，视线正对着指针。有反射镜的应使 指针与像重合。 (4) 测量电流时，将万用表串联在被测电路中；测量电压时，将万用表并联在被测电路 两端(红表笔代表“＋”，黑表笔代表“－”)。 (5) 测试时，不能旋转转换开关。 (6) 测量电流、电压时，先用跃接法试探大小，再用稳接法测量。 (7) 测量电路中电阻时，应将电路中的电源和有关电阻断开，不能带电测电阻。
实验原理： 1.制流电路的特性：
制流电路如图 3 所示，图中 E 为直流（或交流）电源；R1 为滑线变阻器，A 为电流表； R2 为负载（本实验采用电阻）；K 为电源开关。它是将滑线变阻器的滑动头 C 和任一固定端 （如 A 端）串联在电路中，作为一个可变电阻，移动滑动头的位置可以连续改变 AC 之间的 电阻 RAC，从而改变整个电路的电流 I。
万用电表是实验室常用的一种仪表，可用来测量直流电压、电流，交流电压及电流，电 阻等，还可用以检查电路和排除电路故障。
万用电表主要由磁电型测量机构(亦称表头)和转换开关控制的测量电路组成。实际上它 是根据改装电表的原理，将一个表头分别连接各种测量电路而改成多量程的电流表、电压表 及欧姆表，是既能测量直流又能测量交流的复合表，如图 1 所示。它们合用一个表头，表盘 上有相应于测量各种量的几条标度尺。表头用来指示被测量的数值，测量线路的作用是将各 种被测量转换到适合表头测量的直流微小电流，转换开关实现对不同测量线路的选择，以适 应各种测量的要求。电表的表盘上按表的功能有各种不同的刻度，以指示相应的值，如：电 流值，电压值(有交、直流之分)及电阻值等。对于某一测量的内容一般分成大小不同的几档， 测量电阻时每档标明的是不同的倍率；测量电流、电压时每档标明的是它相应的量限（即使 用该档测量时所允许的最大值），而各种量、各种不同的量限所对应的测量电路均通过转换 开关实现和表头的连接。
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图1
图2
欧姆表测量电阻的简单原理如图 2 所示。 表头（其内阻 Rz）、干电池 E、可变电阻 R0 及待测电阻 Rx 串联构成回路，电流 I 通过表
头即可使表头指针偏转，其值为
I
E
Rz R0 Rx
由上式可知在电池电压一定的条件下，指针偏转和回路的总电阻成反比。当被测电阻 Rx 改变时，电流 I 就随着变化，表头的指针位置也有相应的变化，可见表头的指针位置与被 测电阻的大小是一一对应的，如果表头的标度尺按电阻刻度，这样就可以直接用来测量电阻 了。被测电阻 Rx 越大，则回路电流 I 越小，指针的偏转越小，当 Rx 为无穷大时(即表棒两端 开路)，则 I=0，表头指针为零，因此欧姆表的标尺刻度与电流表、电压表的标尺刻度方向 相反。由于工作电流 I 与被测电阻 Rx 不成正比关系，所以电阻的标度尺的分度是不均匀的。
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实验内容及步骤：
1.掌握仪器的使用方法。
2.记录本组仪器的主要参数。
3.连接练习。
4.考察滑线变阻器的制流作用。
5.考察滑线变阻器的分压作用。
数据表格：
滑线变阻器的制流作用（作图：坐标纸）
X
L 0.9L 0.8L 0.7L 0.6L 0.5L 0.4L 0.3L 0.2L 0.1L 0
I / mA