电路设计是高考的重点,如何准确地选取电学仪器和设计实验电路,是该类习题的难点!

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、控制电路的问题。合理地选择实验器材和实验电路，可以使实验顺利进行，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。解决时应掌握和遵循一些基本的原则、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

根据教学大纲及高考考核的要求，选择电学实验议器主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器件，通常可以从以下三方面入手：1、根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表。首先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、根据电路中可能出现的电流或电压范围需选择滑动受阻器。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，如果滑动头稍有移动，使电流电压有很大变化的，不宜采用。3、应根据实验的基本要求来选择仪器。对于这种情况。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

20KΩ；电流表A1，量程为0至50ｍＡ，内阻约20Ω；电流表A2，量程为0至300mＡ，

内阻约4Ω；滑动变阻器R1，阻值范围为0至100Ω，额定电流1A；滑动变阻器R2，阻

值范围为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： 首先估算电路中可能达到的最大电流值，假设选电流表A1，则

eImRx+RA1e0.14A，超过了A1的量程，假设选电流表A2，则I'mRx+RA2

e

Rx+RA2+R10.18A，未超出A2的量程，故应选电流表A2，这一选择遵循了安全性原则。 对滑动变阻器的选择。假设选R1，电路中的最小电流约为Imin0.06A，

故电路中的电流强度范围为0.06A～0.18A。又假设选R2，电路中的最小电流约为

eI'minRx+RA2+R20.005A.

故电路中的电流强度范围为0.005A～0.18A，因为电流表A2的量程为0.3Ａ，电流强度为0.06Ａ时，仅为电流表A2量程的1/5，如果移动滑动变阻器阻值再增大，其电流表的示数将更小，读数误差会更大，因此对于R2而言，有效的调节长度太小，将导致电流强度值随滑动片位置的变化太敏感。调节不方便，故应选滑动受阻器R1。这一选择就遵循了方便性原则。

二、实验电路（电流表内外接法）的选择

电压表和电流表连入电路可以有两种方法：一种是如图２甲所示的电路叫做电流表外接

电路（简你“外接法”）；一种是如图2乙所示电路叫做电流表内接电路（简称“内接法”）。

由于电流表、电压表内阻的影响，不管采用电流表内接还是外接都将会引起误差。外接法的

测量误差是由于电压表的分流作用而产生的，由并联电路中电流分配与电阻成反比可知当

RV>>R时，电压表的分流作用可忽略不计，此时I换IR,R并R，可见对于小电阻的测量

宜采用外接法电路。内接法产生的误差是电流表的分压作用，

由串联电路的电压分配与电阻