1、章末復(fù)習(xí)總結(jié),電學(xué)實驗設(shè)計方法和思維流程如下： 一、設(shè)計方法 1看,即看題給的條件和器材的規(guī)格，包括：(1)看量程，如看電壓表和電流表的量程(并將其額定值與電源電動勢對比)，被測元件、滑動變阻器(或電阻器)的阻值和額定值；(2)看要求，如是否有“需要從零開始連續(xù)變化的電壓或測伏安特性曲線”“要求測量多組數(shù)據(jù)”“測量范圍應(yīng)盡可能大”及“提供的實驗數(shù)據(jù)是從0開始的”等要求,【例1】熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約45 .熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具

2、有：盛有熱水的熱水杯、電源(3 V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1 )、直流電壓表(內(nèi)阻約5 k)、滑動變阻器(020 )、開關(guān)、導(dǎo)線若干畫出實驗電路圖，要求測量誤差盡可能小,解析 ：為了得到盡可能完整的伏安特性曲線，要求加在熱敏電阻上的電壓由零逐漸增大因此應(yīng)選擇分壓電路又由于常溫下待測熱敏電阻的阻值約45 ，與給定直流電流表的內(nèi)阻接近，因此，測量部分應(yīng)選伏安法中的外接法實驗電路圖如圖1所示 答案：如圖1所示,2算 即根據(jù)所測部分的規(guī)格計算電流、電壓極大值，以便用來判斷電表的量程是否夠用或預(yù)判實驗中表針的偏轉(zhuǎn)是否會過小(如偏轉(zhuǎn)過小，則讀數(shù)誤差過大、甚至無法讀數(shù))；計算電流、電壓極小值，看限

3、流供電方式是否能滿足要求，電表量程是否夠用,【例2】現(xiàn)要測定一個額定電壓4 V、額定功率1.6 W的小燈泡的伏安特性曲線要求所測電壓范圍為0.14 V. 現(xiàn)有器材：直流電源E(電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計)，電壓表V(量程4.5 V，內(nèi)阻約為4104 )，電流表A1(量程250 mA，內(nèi)阻約為2 )，電流表A2(量程500 mA，內(nèi)阻約為1 )，滑動變阻器R(最大阻值約為30 )，開關(guān)S，導(dǎo)線若干,如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是_，根據(jù)所選的器材畫出實驗電路圖,解析 ：看題目要求，可以得到應(yīng)選用滑動變阻器分壓式連接，計算小燈泡的額定電流IP/U0.4 A，額定電壓下的

4、電阻RU/I10 ，可見最大電流為400 mA，電流表應(yīng)選A2.伏安法測電阻中應(yīng)選電流表外接法實驗電路圖如圖2所示 答案：A2如圖2所示,3變 即題給器材中電表不能使用或缺少電表時，應(yīng)采取電阻變用或電表變用電表變用即如果題中給出了電表的量程與具體的內(nèi)阻值，則可將電流表作為小量程的電壓表來使用，反之電壓表可作為小量程電流表使用；也可以將電表視為能顯示自身電壓或電流值的特殊電阻電阻變用即利用電阻分壓、分流，可借助串、并聯(lián)電路的分壓、分流特點，得到被測電阻的電壓、電流值，直接依據(jù)比例或歐姆定律得到被測電阻或電表的電阻值,【例3】選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?，設(shè)計一電路來測量“金屬絲的電阻率”要求方法簡捷，有盡

5、可能高的測量精度，并能得到多組數(shù)據(jù) A金屬絲(L)，長度為L0，直徑為D B電流表(A1)，量程10 mA，內(nèi)阻r140 C電流表(A2)，量程500 A，內(nèi)阻r2750 D電壓表(V)，量程10 V，內(nèi)阻10 k E電阻(R1)，阻值為100 ，起保護作用 F滑動變阻器(R2)，總阻值約20 ,G電池(E)，電動勢1.5 V，內(nèi)阻很小 H開關(guān)(S)、導(dǎo)線若干 (1)畫出電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組數(shù)據(jù)計算電阻率，則所用的表達(dá)式_，式中各符號的意義是_,解析 ：(1)因為電源電動勢E1.5 V，而電壓表量程為10 V，讀數(shù)不明顯，所以不能選電壓表已知內(nèi)阻的電流表可當(dāng)電

6、壓表使用測電壓，所以可用電流表A2測電壓，滑動變阻器R2的最大阻值約為20 ，題中要求測多組數(shù)據(jù)，故采用分壓接法電路圖如右圖3所示,4改裝 即題給器材中電表量程太小時，電表可利用題中給出的定值電阻或電阻箱，將電流表擴大量程或改裝成大量程電壓表 【例4】某研究小組需要測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)有下列器材： A待測電源(電動勢約3 V，內(nèi)電阻約0.8 ) B電壓表V(量程1 V，內(nèi)阻rV985 ) C電流表A1(量程3 A，內(nèi)阻r1約2 ),D電流表A2(量程0.6 A，內(nèi)阻r2約4 ) E滑動變阻器R1(最大阻值10 ，額定電流1 A) F滑動變阻器R2(最大阻值100 ，額定電流2 A)

7、G電阻箱R3(02 k) H電阻箱R4(01 k) 本實驗中，電流表選_，滑動變阻器選_，電阻箱選_(全部填序號)，測量時電阻箱阻值應(yīng)調(diào)至_，根據(jù)所選器材畫出電路圖,解析 ：測電源的電動勢和內(nèi)電阻實驗通常有伏安法、伏阻法、安阻法等，題給器材有電壓表、電流表，應(yīng)采用伏安法，但有些學(xué)生卻發(fā)現(xiàn)電壓表量程太小，于是考慮伏阻法、安阻法等由IE/R總可得，電路的總電阻最小值為5 ，根據(jù)電表偏角大于1/3的原則，最大電阻大約為15 左右，電阻箱的最大阻值太大，不方便調(diào)節(jié)，因此陷入了困境題中電表量程太小，可以用所給滑動變阻器或電阻箱擴充，因此電流表選D，滑動變阻器選E，電阻箱選G.電路圖如圖4所示,答案：DE

8、G電路如圖4所示,5試 即在題給條件中沒有明確提出或暗示的情況下，可嘗試采用限流電路，分析最小電流是否大于被測電阻額定值，電表是否超量程，電阻兩端電壓變化范圍是否太??；當(dāng)預(yù)判的結(jié)果超出電表量程(或用電器超額定電壓)時，可將電路由限流式改為分壓式，或串接合適的保護電阻一般原則是：滑動變阻器在電路中起調(diào)節(jié)電流電壓的作用，為了使電流電壓有較明顯的變化 ，在不超量程的情況下，在限流電路中，一般滑動變阻器的阻值R為待測器件Rx阻值的45倍；,在分壓器電路中，一般滑動變阻器的阻值R小于或遠(yuǎn)小于Rx.滑動變阻器的選取要與供電電路匹配，使得通過調(diào)節(jié)滑動觸頭位置來靈活改變被測電阻上的電壓(電流)在限流式接法中，

9、應(yīng)選用電阻與待測電阻比較接近的變阻器；在分壓式接法中，應(yīng)選用電阻較小而額定電流較大的變阻器,【例5】用以下器材測量一待測電阻的阻值(大約為4 ) A直流電源(電動勢約4.5 V，內(nèi)阻很小) B電流表A1(量程00.6 A，內(nèi)阻約0.125 ) C電流表A2(量程03.0 A，內(nèi)阻約0.025 ) D電壓表V(量程03 V，內(nèi)阻約3 k) E滑動變阻器R1(最大阻值20 ) F滑動變阻器R2(最大阻值50 ) G開關(guān)、導(dǎo)線等,在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是_，應(yīng)該選用的滑動變阻器是_根據(jù)所選的器材畫出實驗電路圖,解析 ：由IE/R可知，電路中的最大電流約1.1 A，因此電流表選A1，測量

10、電路采用伏安法，電流表外接，嘗試采用滑動變阻器限流式連接，滑動變阻器選R1較方便調(diào)節(jié)，由IE/R可知最小電流約為0.2 A，不會超過電表量程，即可采用限流式接法電路圖如圖5所示 答案：A1R1電路如圖5所示,二、設(shè)計的思維流程 電學(xué)實驗電路的設(shè)計包括三部分：測量部分、控制部分和電源部分根據(jù)實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗器材的不同靈活選用伏安法(又分內(nèi)接和外接)、安安法、伏伏法、伏安加“R”法等測量電路從供電方式上又可分為限流電路和分壓電路其思維過程可描述為如圖6所示的流程圖，下面做幾點說明：,圖6,(1)有電壓表、電流表且量程恰當(dāng)時選擇“伏安法” (2)電壓表不能用或沒有電壓表等情形下，若精確知道電流表內(nèi)阻(如“電流表A2量程500 A，內(nèi)阻r2750 ”)，可以將電流表當(dāng)作電壓表使用，即選擇“安安法” (3)電流表不能用或沒有電流表等情形下，若精確知道電壓表內(nèi)阻(如“電壓表V2，量程為5 V，內(nèi)阻r22500 ”)，可以將電壓表當(dāng)作電流表使用，即選擇“伏伏法”,(4)在運用伏安法測電阻時，由于電壓表或電流表的量程太