電學(xué)實驗中的電路設(shè)計匯編

電學(xué)實驗中的電路設(shè)計根據(jù)實驗的要求，學(xué)會并熟練掌握通過測算、評估、統(tǒng)籌等過程、方法，最優(yōu)化地完成電學(xué)實驗儀器的選擇、電學(xué)實驗電路的設(shè)計?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】實驗電路測量電路供電電路(控制電路）AVR電流表外接法AVR電流表內(nèi)接法一、常見實驗電路的組成：例題1.

在“測定金屬的電阻率”的實驗中，金屬絲的電阻大約為4Ω，現(xiàn)要用伏安法測出金屬絲的電阻．在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，還有如下供選擇的實驗器材：

A.直流電源：電動勢約4.5V，內(nèi)阻很??；

B.電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.2Ω；

C.電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ；

D.滑動變阻器R1：最大阻值30Ω；

E.開關(guān)、導(dǎo)線等．根據(jù)所提供的器材，畫出實驗的測量電路部分．思考探究1.

伏安法測電阻的測量電路部分設(shè)計探究1.測量電路的兩種接法AVRAVR測量電路的選擇當(dāng)時，選用電流表內(nèi)接法。時，選用電流表外接法。當(dāng)若已知待測電阻的大約值，電流表的內(nèi)阻和電壓表的內(nèi)阻，則大內(nèi)大，小外小例題2.

有一待測的電阻器Rx，其阻值約在40～50Ω之間，實驗室準(zhǔn)備用來測量該電阻值的實驗器材有：電壓表V(量程0～10V，內(nèi)電阻約20kΩ)

電流表A（量程0～300mA，內(nèi)電阻約4Ω)

滑動變阻器R（最大阻值為10Ω,額定電流為2A)

直流電源E（電動勢為9V，內(nèi)電阻約為0.5Ω)

開關(guān)及若干導(dǎo)線．實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化，并能多測出幾組電流、電壓值，以便畫出I－U圖線，請畫出實驗電路圖．思考探究2.伏安法測電阻的控制電路部分設(shè)計探究2、（控制電路）限流和分壓電路的選取

1.限流式

變阻器起限流作用，待測電阻Rx的電壓可調(diào)范圍ESRABPRx2.分壓式

變阻器起分壓作用，待測電阻Rx的電壓可調(diào)范圍限流式電路的特點:（1）電壓不能從零開始調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)范圍較小，但電路結(jié)構(gòu)較為簡單。（2）電能損耗較小。分壓式電路的特點:（1）電壓可以從零開始調(diào)節(jié)到電源電動勢,調(diào)節(jié)范圍較大，但電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。（2）電能損耗較大。限流式分壓式可調(diào)范圍變阻器電能損耗較大阻值較小阻值較小較大R＞10Rx，應(yīng)選擇限流式電路R＜10Rx，應(yīng)選擇分壓式電路若實驗要求電壓從零開始變化，應(yīng)選擇分壓式電路如無此要求，則零起必分，滑小必分，燒表必分，滑大可限二、電學(xué)實驗電路設(shè)計遵循的基本原則1.安全性原則2.精確性原則3.可操作性（方便性）原則例題3.在伏安法測電阻的實驗中，實驗室備有下列器材：

A．待測電阻Rx，阻值約為10Ω左右

B．電壓表Vl，量程6V，內(nèi)阻約2kΩC．電壓表V2，量程15V，內(nèi)阻約10kΩD．電流表Al，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2ΩE．電流表A2，量程3A，內(nèi)阻約0.02ΩF．電源：電動勢E=12V，內(nèi)阻可忽略不計

G．滑動變阻器Rl，最大阻值10Ω，最大電流為2AH．滑動變阻器R2，最大阻值50Ω，最大電流為0.2AI．導(dǎo)線、電鍵若干

(1)為了較精確測量電阻阻值，在上述器材中選出該實驗所用器材__________(填器材前面的字母代號)；

(2)請畫出該實驗電路圖。問題探究3.綜合地通過測算、評估、統(tǒng)籌等過程和方法，最優(yōu)化地進行實驗電路設(shè)計探究練習(xí)1：在“測定金屬電阻率”的實驗中，待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx約為5Ω，電池E(電動勢為3V，內(nèi)阻r約為0.3Ω)，另有開關(guān)S，導(dǎo)線若干，其他供選擇的器材有：A．電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ)B．電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ)C．電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)D．電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)E．變阻器R1(0～10Ω，1A)F．變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)（1）為提高實驗精度，實驗中要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，則在上述器材中，電流表應(yīng)該選

，電壓表應(yīng)該選擇

，變阻器應(yīng)該選

。（2）畫出此實驗的原理圖并標(biāo)上所選擇電表的符號。練習(xí)2、在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，使用的小燈泡為“6V，3W”，其他供選擇的器材有：電壓表V1，（量程為6V，內(nèi)阻20KΩ）；電壓表V2，（量程為15V，內(nèi)阻30KΩ）；電流表A1，（量程為3A，內(nèi)阻0.2Ω）；電流表A2，（量程為0.6A，內(nèi)阻1Ω）；變阻器R1（0～1000Ω，0.5A）；變阻器R2（0～20Ω，2A）；學(xué)生電源E（直流9V）；開關(guān)S及導(dǎo)線若干，（1）實驗中要求在電壓表0～6V范圍內(nèi)讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和對應(yīng)的電流值I，以便作出伏安特性曲線，則在上述器材中，電流表應(yīng)該選

，電壓表應(yīng)該選擇

，變阻器應(yīng)該選

。（2）在方框中畫出此實驗的原理圖；（3）測量小燈泡電壓時，調(diào)節(jié)小燈泡的電壓的順序是

。（填“從低到高”或“從高到低”）練習(xí)3、有一個額定電壓為2.8V，功率約為0.8W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個燈泡的I—U圖線，有下列器材供選用：A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻6kΩ）B．電壓表（0～15V，內(nèi)阻30kΩ）C．電流表（0～3A，內(nèi)阻0.1Ω）D．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）E．滑動變阻器（10Ω，2A）F．滑動變阻器（200Ω，0.5A）G．蓄電池（電動勢6V，內(nèi)阻不計）①要求獲取盡可能多的數(shù)據(jù)，畫出實驗所需的電路圖．②電壓表應(yīng)選用______，電流表應(yīng)選用______，滑動變阻器應(yīng)選用______．（用序號字母表示）③通過實驗測得此燈泡的伏安特性曲線如圖所示．由圖線可求得此燈泡在正常工作時的電阻為______Ω．（保留兩位有效數(shù)字）U/V123I/A00.10.20.3①測算：根據(jù)題目所提供的電源的電動勢數(shù)值、滑動變阻器的阻值和待測電阻的大約阻值，測算在串聯(lián)限流接法下的電路中可能出現(xiàn)的電流值的范圍。②評估：在堅持電路設(shè)計的三個基本原則：安全性、精確性和可操作性原則前提下，根據(jù)測算出的電流范圍，看電流表和電壓表的量程能否滿足測量要求（不超量程）；看電流表和電壓表能否達到滿偏的2/3；看待測電阻允許通過的最大電流或滑動變阻器允許通過的最大電流是否在此范圍內(nèi)；看是否滿足實驗要求的電流和電壓取值范圍（如I—U圖像、測量數(shù)據(jù)列表等顯示的電流、電壓范圍）；「小結(jié)」選擇實驗儀器，設(shè)計實驗電路的基本程序：選擇實驗儀器，