学生实验教学设计第一课时

电学实验设计

卢龙县中学

王健

一、基本原则：安全性，可操作性，准确性。

二、基本思路：

1、明确实验目的，即测什么。

常见实验题目：（1）测电阻；（2）测电动势与内阻；（3）测电压表、电流表的内阻；（4）用电器的额定功率，等等。

2、由实验目的确定实验原理：

（1）测电阻的原理就是欧姆定律：RU和对应的电流I。

（2）测电池的电动势和内阻的原理是全电路欧姆定律：

①E=IR+Ir ，②E=U+Ir ，③EU的仪器进行选择。

（3）测电压表、电流表的内电阻的原理是欧姆定律。（半偏法、替代法基本原理也是欧姆定律。）

（4）测用电器的额定功率、描绘伏安曲线，其原理就是P=UI，

3、依据实验原理设计相应的测量电路。

测电阻：

V V

A A RX

RX

测电动势E和内电阻r：

V V A

A

测电流表的内阻：

测电压表的内阻：

V A V

A

1 U

，即测出电阻两端的电压IUr

，这三个表达式要依据给出R

描绘小灯泡的伏安特性曲线：

4、依据表的量程、电阻、电源等允V 许的最大电流对电路进行修改完善。

A 5、设计控制电路：

（1）滑动变阻器的阻值较小，或要求从零开始调节，或要尽可能多的测出几组数据——选分压电路。

（2）没有（1）中的要求，且滑动变阻器的阻值比较大——选限流电路。

三、电路设计中常见的技巧与方法：

1、已知电流表、电压表内阻的准确值：表型可以互换，即电压表可以当作电流表测电流；电流表可以当作电压表测电压。

（注意：必须知道表内阻的准确值。）

2、给出电流表、电压表的内阻的准确值和电阻箱：可扩大表的量程。（注意：只能扩大量程，不可能减小量程。）

3、给出电表内阻的约值。只是用来判断伏安法测电阻时的内外接法。绝不可以互换或扩大量程。

4、测量电流表、电压表的内阻时，只要测出另一个量（即电压或电流就可以。）

5、滑动变阻器的用法：用于调节电路，即分压或限流。注意滑动变阻器的最大阻值是一个大约值，只能用于估算不能参与精确计算。所标的电流是最大允许通过的电流。

6、电阻箱的用法：

（1）用调节电路相当于滑动变阻器。注意能用作限流接法。（不可以分压。）

（2）作为定值电阻用。

7、定值电阻的用法：

（1）由于定值电阻的阻值一般是准确的，故可参与精确计算。

（2）用作保护电阻。被保护对象是电压表时与之串联；被保护对象是电池时与之串联；被保护对象是电流表时与之串联、并联由实际情况确定。

保护电阻阻值的计算，就是从最大的情况考虑，即滑动变阻器（电

2

阻箱）阻值取零或最大值时。

（3）用于扩大表的量程。（不可以减小量程。）

（4）当作电压表或电流表来使用。

由于定值电阻的阻值是确定的，那么测出其电压就可以知道电流，测出其电流就可以知道电压，从而用于测相应的电流或电压。

电路设计的基本思路：

（1）由实验目的确定实验原理；

（2）依据实验原理进行电路设计；

（3）根据表的量程、电源或电阻的最大允许电流进行修改完善；

（4）由电路中的测量数据写出被测量的表达式。

3

答案：1、

（1）R2

（2）0~3A （3）如右图。

2、（1）不可行。电流表A不能准确测量

出流过电压表V1的电流。（2）如右图。

UR（3）RV12

U1为电压表V1的示数；

U2U1A r2

R2

E2

L V 1题

V2

R2

R3

V1

U2为电压表V2的示数。

3、电路如图。

4、电路如图。

R2

V2

R0

3题

A1

E S 2题

A1

R0’

R1

A2

R0

4题

V R A1 5、（1）0.855（0.002）

（2）A1，R2，E2

Ud2（3）电路如图。

（4）

4Il

（5）一定要使用滑动变阻器。

因为多次测量取平均值，可以减小偶然误差。

6、(1)如图所示; 500mA;R1; (2)0.5; (3)如图所示；4.1；6.4.

4 R2 5题

E2