c電學儀表的使用和選擇

電學儀表的使用和選擇3.206mm20.30mm一、電學實驗儀器的使用常規(guī)二、電表的使用——電流和電壓的測量

1.清楚儀器的量程

2．清楚儀器的最小分度

3．清楚儀器的讀數(shù)方法三、滑動變阻器的使用兩種電路比較

例1

特殊接法四、電阻箱的使用五、歐姆表的使用六、選擇器材和電路的一般原則例2

例3

1．電壓表、電流表的選擇

2．滑動變阻器的選擇

3．安培表內接法和外接法的選擇

4.分壓電路和限流電路的選擇一、電學實驗儀器的使用常規(guī)在中學電學實驗中，常用的測量儀器是電壓表、電流表、靈敏電流計、多用表等．使用它們時一般要先做到：B.清楚儀器的最小分度，C.清楚儀器的讀數(shù)方法，D.檢查并調整機械零點．E.對歐姆表要檢查并調整機械零點A.清楚儀器的量程，了解電表的內阻返回二、電表的使用——電流和電壓的測量電流表是由靈敏電流計并聯(lián)一個小的分流電阻而成，因此內電阻很小。理想電流表內電阻為零。電流表要串聯(lián)在電路中。返回電壓表是由靈敏電流計串聯(lián)一個大的分壓電阻而成，因此內電阻很大。理想電壓表內電阻為無窮大。電壓表要并聯(lián)在電路兩端。1.清楚儀器的量程2．清楚儀器的最小分度學生用的電流表0～0.6A擋的最小分度是0.02A，0～3A擋的最小分度是0.1A．學生用的電壓表0～3V擋的最小分度是0.1V，0～15V擋的最小分度是0.5V．3．清楚儀器的讀數(shù)方法

請讀出圖示電壓表、電流表的示數(shù)電壓表0～3V擋讀數(shù)為

，0～15V擋讀數(shù)為

，1.90V9.5V電流表0～0.6A擋讀數(shù)為

，0～3A擋讀數(shù)為

．0.180A0.89A返回三、滑動變阻器的使用ABCD串聯(lián)限流電路并聯(lián)分壓電路——分壓器滑動變阻器的兩種主要連接方式：RXRABC(D)RXR兩種接法均可起到調壓，限流作用，但調節(jié)范圍不同，功率損耗也不同．

分壓接法的優(yōu)勢是：電壓變化范圍大，限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便，附加功率損耗較?。攦煞N接法均可滿足實驗要求時，一般選限流接法．當負載Rx較小，變阻器總阻值R較大時（R是Rx的幾倍），限流接法對電流、電壓控制范圍較寬，控制作用顯著，一般用限流接法。但當負載電阻Rx較大，而變阻器總阻值R較小時（Rx是R的幾倍），限流接法對電流，電壓控制范圍較?。{控作用不明顯，一般選分壓接法．

返回限流電路分壓電路電壓范圍電流范圍0——U兩種電路比較：例1.

某學生想按圖示A或B電路，用導線將6V電池組，“6V、2A”小燈，0——10Ω滑動變阻器和電鍵連接成一個調光臺燈，請你分析這兩個電路的臺燈在使用時的優(yōu)、缺點。解答：對于電路A，小燈D的最大電流約為IA=E/RD，最小電流IA′=E/（RD+R），燈不會熄滅，燈的亮度調節(jié)范圍較小。RDR（A）RDR（B）對于電路B，小燈D兩端的電壓可調到0，最小電流IB′=0，燈的亮度調節(jié)范圍較大，小燈電流為0時，電源輸出電流不為0，正常工作時變阻器要多消耗一部分電能，不經(jīng)濟。返回RXabUPIIXI/r⑴右圖電路中，設路端電壓U不變。當滑動變阻器的滑動觸頭P從a端滑向b端的過程中，總電阻逐漸減?。豢傠娏鱅逐漸增大；RX兩端的電壓逐漸增大，電流IX也逐漸增大（這是實驗中常用的分壓電路的原理）；滑動變阻器r左半部的電流I′

先減小后增大?；瑒幼冏杵鞯膬煞N特殊接法。⑵右圖電路中，當滑動變阻器的滑動觸頭P從a端滑向b端的過程中，到達中點位置時外電阻最大，總電流最小。所以電流表A的示數(shù)先減小后增大；可以證明：A1的示數(shù)一直減小，而A2的示數(shù)一直增大。abPErA1AA2返回四.電阻箱的使用176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×100045190Ω五、歐姆表的使用122Ω選檔調零測量換檔再調零測量讀數(shù)結束注意返回六、選擇器材和電路的一般原則1．安全性原則—不超過電表量程2．精確性原則—盡量減小測量誤差

a.選擇量程時，盡量使得在讀數(shù)時，電流表、電壓表指針的偏角超過滿刻度的2/3，歐姆表指針盡量在表盤的中間附近。

b.多次重復測量，求平均值。3．簡便性原則

在中學電學實驗中，選擇器材和電路的原則是：返回例：有一個電阻Rx，其阻值大約是25kΩ，可供選擇的器材是：電流表A1(0----100μA,2kΩ)電流表A2(0----500μA,300Ω)電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）直流穩(wěn)壓電源E（15V，1A）滑動變阻器R(1kΩ,1W)電鍵K和若干根導線．試選擇適當?shù)钠鞑?，選取適當?shù)碾娐?，使測量盡可能準確，并畫出電路圖，并將實物圖連線。解：1．電壓表、電流表的選擇超過兩表的量程，因此滑動變阻器必須用分壓器接法。若電壓表選V2（50V），因為電源電壓15V不足其量程的1/3，所以電壓表應選V1（10V）。由于電阻RX中的最大電流為I=10V/25KΩ=0.4mA=400μA，RXVA25KΩ15V1KΩ

VARX25KΩ15V1KΩ若滑動變阻器用限流接法，電路中的最小電流為I=15V/26KΩ=0.577mA=577μA，所以電流表選A2（500μA）。例22．滑動變阻器的選擇滑動變阻器在電路中起調節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化，在限流電路中，一般滑動變阻器的阻值

R＞（3—5）RX在分壓器電路中，一般滑動變阻器的阻值

R＜（1/3—1/5）RX3.安培表內接法和外接法的選擇因為RX=25KΩ＞＞RA=300Ω

所以采用安培表內接法例24．分壓電路和限流電路的選擇分壓電路可以使待測電阻上的電壓從最大值調到零，限流電路卻不可以．分壓電路連線復雜，限流電路連線簡單．分壓電路消耗的額外功率大，限流電路消耗的額外功率?。覀兛筛鶕?jù)這兩種電路的特點，按照實驗要求進行選擇在上面例題中，如果用限流電路，因待測電阻值是滑動變阻器總阻值的25倍，所以變阻器對電流、電壓的的調節(jié)作用很?。@里我們應該選用調節(jié)作用范圍大的分壓電路．例2根據(jù)以上分析，畫出實驗電路圖如下：電流表A1(0----100μA,2kΩ)√電流表A2(0----500μA,300Ω)√電壓表V1(0----10V,100kΩ）電壓表V2(0----50V,500KΩ）A2V1RX25KΩΕ=15V1KΩ

+－返回例2實物圖連線如圖示：例3．為了測定一個“6.3V，1W”的小電珠正常發(fā)光時的電阻，Av實驗室提供了下列實驗器材：

A．電流表A1：

（

0.6A，0.2Ω）B．毫安表A2：

（

200mA，0.5Ω）C．電壓表V1：（10V，1kΩ）D．電壓表V2

：（15V，1.5kΩ）E．電源E1=6V，2A

F．電源E2=9V，1AG．電源E3=15V，0.1A

H．可變電阻R1=10Ω，1WI．

可變電阻R2=20Ω，0.8WJ．

可變電阻R3=50Ω，

0.5WK．導線若干，電鍵一個．

實驗時應選用的器材是

．在右邊的線框中畫出實驗的電路圖，要求測量誤差盡可能小．BCFIK1.先選擇電源：E.E1=6V

2AF.E2=9V

1AG.E3=15V

0.1A可見E1太小，E3太大，應選用F：E2=9V

2.求出小電珠及可變電阻的額定值：小電珠“6.3V，1W”H.R1=10Ω，1WI.R2=20Ω，0.8WJ.R3=50Ω，

0.5W

I1≤0.32AI2≤0.2AI3≤0.1AI燈≤0.16AR燈=40Ω3.可變電阻的選擇：R3的額定電流小于I燈，不能用對于R1，若選分壓電路，可變電阻R中的電流大于I1

，不能用。若選限流電路，最小電流大于I燈，也不能用。

只能選I：R2

=20ΩRDRRDR9V9V4.分壓電路和限流電路的選擇：若用分壓電路，電阻R2

中電流大于I2

，不能用。只能選限流電路.5.電表的選擇：選B：200mA0.5Ω

C

：10V1kΩ電阻R燈=40Ω較大，用內接法6.安培表內接法和外接法的選擇：返回例3實驗時應選用的器材是

BCFIK

描繪小燈泡的伏安特性曲線1.畫出實驗電路圖如圖示AACBV2.什么電流表采用外接法？3.滑動變阻器為什么要用分壓器接法？

1993年高考描繪出一個“220V60W”燈泡的U—I圖象，肯定不符合實際的是下圖中的（）000ABCDUI0UIUIUIACD上圖中，若將I、U對調，則選（）ABD4.若測出一個熱敏電阻的U-I圖線，正確的應是上圖中的（）C5.畫出的U—I圖象的斜率的物理意義是什么？6.為什么小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而增大？返回

4.某同學在做測定小燈泡功率的實驗中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù):

①在右圖上畫出I-U圖線.②從圖線上可以看出,當功率逐漸增大時,燈絲電阻的變化情況是:

.③這表明導體的電阻隨溫度升高而

.編號12345678U(V)0.200.601.001.401.802.202.603.00I(A)0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205燈泡發(fā)光情況不亮很亮逐漸變亮正常發(fā)光××××××××開始不變,后來逐漸增大增大返回例1.為了研究一個“2.5V，0.1W”的小燈泡的伏安特性，現(xiàn)有蓄電池一組，電鍵一個，導線若干，其他可供選擇的器材如下：

A．量程為0—3A，內阻為0.025Ω的電流表；

B．量程為0—0.6A，內阻為0.2Ω的電流表；

C．量程為0—l00mA，內阻為5Ω的電流表；

D．量程為0—3V，內阻為10KΩ的電壓表；

E．量程為0—15V，內阻為50kΩ的電壓表；

F．0—5Ω的滑動變阻器，額定電流為1A。

（1）要正確地完成這個實驗，電流表應選

，電壓表應選

(填代號)。

（2）畫出電路原理圖：返回解：I燈=0.1/2.5=0.04A=40mAR燈=62.5ΩCD滑動變阻器阻值太小，用分壓器接法,安培表用外接法。mAv一個小燈泡的額定電壓為6.3V，額定電流約為0.3A，用以下所給的實驗器材描繪出小燈泡的伏安特性曲線。實驗電路如圖所示電源E1：電動勢為8.0V，內阻不計;電源E2：電動勢為12.0V，內阻不計;電壓表V：量程為10V，內阻約為10kΩ;電流表A1：量程為0.3A，內阻約為0.1Ω;電流表A2：量程為0～300mA，內阻約為1Ω;滑動變阻器R，最大阻值10Ω，額定電流1.0A開關S，導線若干.1依照實驗電路圖將圖中的實物圖連接成實驗電路。2實驗中電源應選用

，電流表應選用

。E1V+—A+—現(xiàn)在要測定一個額定電壓4V、額定功率1.6W的小燈泡的伏安特性曲線。要求所測電壓范圍為0.1~4伏?，F(xiàn)有器材：直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計），電壓表V（量程4.5V，內阻約為4×104Ω），電流表A1（量程250mA，內阻約為2Ω），電流表A2（量程500mA，內阻約為1Ω），滑動變阻器R（最大阻值約為30Ω），電鍵S，導線若干。如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是

，下面兩個電路應該選用的是

。甲：乙：A2例2．為了測定一個“6.3V，1W”的小電珠正常發(fā)光時的電阻，A．

電流表0.6A，0.2ΩB．

毫安表200mA，0.5ΩC．

電壓表10V，1kΩD．

電壓表15V，1.5kΩE．

電源6V，2A

F．

電源9V，1AG．

電源15V，0.1A

H．

可變電阻10Ω，1WI．

可變電阻20Ω，0.8WJ．

可變電阻50Ω，

0.5WK．

導線若干，電鍵一個．

實驗室提供了下列實驗器材：實驗時應選用的