高三物理电路设计与仪器选择

高三物理电路设计与仪器选择内容摘要：

量程，故应选电流表 A2 . 对滑动变阻器的选择。 假没选 R1，电路中的最小电流约为 Imin≈ ≈ ， X A 2 1εR + R + R故电路中的电流强度范围为 ― ． X A 2 1εR + R + R假设选 R2，电路中的最小电流约为 I/min≈ ≈, 故电路中的电流强度范围为 ， 因为电流表 A2的量程为 ,电流强度为 ,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. 专题聚焦 例 4.(04全国）用以下器材测量一待测电阻 Rx的阻值（ 900～ 1000Ω ）： 电源 E，具有一定内阻，电动势约为 ； 电压表 V1，量程为 ，内阻 r1=750Ω ； 电压表 V2，量程为 5V，内阻 r2=2500Ω ； 滑线变阻器 R，最大阻值约为 100Ω ； 单刀单掷开关 K，导线若干。 ⑴ 测量中要求电压表的读数不小于其量程的 ，试画出测量电阻 Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注） 13解 :电源电动势约为 、而电压表中最大量程只有 5V，故经滑线变阻器分压后才可使被测电阻两端的电压不超过5V. 题中给出的两个都是已知内电阻的电压表，应将其中的一个已知内电阻的电压表当作电流表来使用，以实现电流值的间接测量 . 专题聚焦 若选择外接法 : 应将电压表 V2作电流表使用 ,因为电 压表 V2的量程较大 ,电压表 V1与被测 电阻 Rx并联后再与作电流表使用的 电压表 V2 串联 ,这样在不超过 V V2 量程的前提下 ,可使电压表 V1上的示数尽可能地接近满偏（ ） ,从而减小电压值测量的读数误差，提高测量精确程度 . 若选择内接法 : 因为电压表 V1的量程较小 ,应将电压表 V1作电流表使用 ,电压表 V2的量程较大 , 应将电压表 V2作测量电压表使用 .电压 表 V1与被测电阻 Rx串联后再与作电压 表使用的电压表 V2并联 ,这样在不超过 V V2量程的前提下 ,可使电压表 V1上的示数尽可能地接近满偏（ ） ,从而减小电压值测量的读数误差，提高测量精确程度 . 专题聚焦 ⑵ 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出联线 . 专题聚焦 ⑶ 若电压表 V1的读数用 U1表示，电压表V2的读数用 U2表示，则由已知量和测得量表示 Rx的公式为 Rx=______。 解 :外接法 :电压表 V1上的读数值是被测电阻 Rx上的真实压降值 ,而电压表 V2中通过的电流值是流过 V Rx中电流的和 ,闭合电键 K,调节滑线变阻器的滑动头 ,使 V V2尽可能地接近满偏 ,读出V V2两表的读数值 U U2,由欧姆定律和串并联电路电压、电流的分配关系 ,有 RI211 x x21UUU＝ R = ( ) Rrr( RI 2 1 1 1 2x2 1 2 1 1 2U U U r r= )∴ R=r r U r U r 专题聚焦 内接法 :电压表 V1上的读数值间接地测量出被测电阻 Rx上的真实电流值，而电压表 V2 测量的是 V1 、 Rx上两部分的电压降之和，闭合电键 K，调节滑线变阻器的滑动头，使 V1 、 V2 尽可能地接近满偏，读 V1 、 V2 两表的读数值 U U2，由欧姆定律和串并联电路电压、电流的分配关系，有 RI1 2 12 1 x X X 111U U UU U = R = R ∴ R = rrU 例 5.(00全国 )利用下表中的实验器材，设计一个电路来测量电流表 A1的内阻 r1， 要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，画出电路图 ,标明器材代号。 若选测量数据中的一组来计算 r１ ，则所用的表达式为 ｒ １ ＝ _____，式中各符号的意义是： ____。 专题聚焦 器材 (代号 ) 规格 电流表 (Ａ １ ) 电流表 (Ａ ２ ) 电压表 (V) 电阻 (R１ ) 滑动变阻器 (R２ ) 电池 (E) 电键 (K) 导线若干 量程 10 mＡ，内阻 r１ 待测 (约 40 Ω) 量程 500 μA ，内阻 ｒ ２ ＝ 750 Ω 量程 10 V，内阻 ｒ ３ ＝ 10 kΩ 阻值约 100 Ω ，作保护电阻用 总阻值约 50 Ω 电动势 V，内阻很小 专题聚焦 解 : 题中直接判定必选的器材是电池 E，电键 K，导线若干 . 由 A1量程是 10mA， r1约为 40Ω ， E是电动势 ，可判定必须再选电阻 R1。