1、电学实验中的实物连线问题物理实验(中学部分) 第 24 卷第 1l 期电学实验中的实物连线问题陈向东(胜利油田第十六中学山东滨州 256622)电路实物连线问题,是电学部分的重点,也是考试的热点和难点;不仅是对实验技能的考察,也是对恒定电流这一章知识点的综合考察,在学习中应引起足够重视.处理这类问题时,应考虑以下几点.1 滑线变阻器的连线方式滑线变阻器的阻值可连续变化,但不能读数,连线方式主要有限流和分压两种.如图 l 电路所示,其中图 1(甲) 电路中变阻器主要起限流作用,负载 R 的电压调节范围约为R.:d-三-RE(R 为滑动变阻器的全值电阻),在闭合开关前要使变阻器所使用的阻值最大,故
2、在闭合开关前一定要检查滑动触头是否处在正确的一端(图中应为 n 端); 图 1(乙) 中变阻器主要起分压作用,滑片自 n 端向 6 端滑动时,负载上电压的变化范围约为一妻尼节范围大,合上开关前滑 IlnL 一片 P 应在 n 端以使负载 .R 的电压最小.上述两 f种连接方式的选择可以(甲 ).(乙)从以下 4 个方面考虑:,1JA 特定条件出发.根据题设条件和要求选用连接方式,如改变电容器,光电管两端电压或对改装后的电压表与标准表要求从 0 刻线开始一一校准等,只能采用分压式电路;如要求电流表的示数从 0 连续调到 0.5A,这时滑动变阻器也只能采用分压式接法.2)从安全出发.所谓实验安全是
3、指电路中的电流,电压不超过各器材的额定值,不大于测量电表的量程.每次实验前均应考虑安全情况.3)从合理出发.合理是指电表读数随滑动变阻器滑片的移动有明显的变化,做到使测量结果误差较小.4)从消耗电能出发.在也两端获得相同电压的情况下,滑动变阻器本身在限流式连接法中消耗的电能比分压式连接法中消耗的电能少,故在既安全合理又满足题设条件时,可以从节约电能出发选用滑动变阻器限流接法,正因为如此,一般情况下较多采用限流式电路.由上述可知,在下列 3 种情况下,必须选择分压式连接:1)题目所提供的实验仪器,电表量程或电阻的最大允许电流不够;2)变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其它电阻阻值;3)要求回
4、路中某部分电路的电流和电压从零开始且可连续变化.2 滑线变阻器大小的选择变阻器在电路中无论选择哪种接法,都是通过改变其电阻来改变被测电阻上电压或电流的,如果变阻器电阻的较小变化使被测电阻上电压或电流发生较大变化,就不利于调节到所需要的电压或电流.所以,串联限流时,滑线变阻器的阻值相对于待测电阻的阻值不宜太大.也不宜太小;并联分压时,滑线变阻器的阻值相对于待测电阻的阻值不宜太大.3 电表内,外接的选择用电压表和电流表测某段电路的电压和电流时,有两种测量电路,即内接法和外接法,如图 2 所示.小电阻(R)适合于外接法;大电阻(RvR)适合于内接法.物理实验(中学部分) 第 24 卷第 11 期 6
5、1无刻度值的电表能测量玛蒋为民(乐亭第一中学河北乐亭 063600)为了考查同学们的实验能力,命题人经常设置一些实验题目,用到的电压表,电流表有刻度但无刻度值,现分析如下.1 测电源内阻【例 1】有一只电阻箱,一个开关,若干导线和一只电流表,该电表表头上有刻度但无刻度值,设计一个能测定电源内阻的实验方案.(已知电流表内阻很小,电流表量程符合要求,电源内阻约为几欧)要求:1)画出实验电路;2)简要写出实验步骤;3) 写出测量计算电源内电阻的表达式 r=一.解析 1)实验电路如图 1 所示;2)闭合电键 S,当电阻箱的值为 R,电流表偏转的格数为 N;当电阻箱的值为 R.时,电流表偏转的格数为 N
6、z;3)设一个小格表示的电流值为 J.,由全电路欧姆定律得E=N1IoR1+N1J0r翰E=N2IoR2+N210r由以上两式可得r=2 测电压表内阻图 1【例 2】从以下器材中选出适当的实验器材,设计一电路来测定电压表的内阻要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多(甲)(乙)图 2如遇 R,Rv 均不知的情况 ,可用试触法判定,即通过改变电表的接法看电流表,电压表示数的变化大小来确定正确的接法,如图 3 所示.让电压表的 C接头在 a,b 两点试触 ,若电图 3压表的示数变化较大,则说明采用内接法时电流表上分压较多,也就说明待测电阻 R 的阻值较小,宜用外接法.若电流表的示数变化较大,
7、则说明采用外接时,电压表分流较多,也就说明待测电阻 R 的阻值较大,宜用内接法.4 电表量程的选择我们在选用电压表,电流表量程时,应注意以下两点:1)安全因素,电流或电压不能超出电表的量程;2)误差因素,指针偏转的幅度应大于满偏幅度的 1/3.5 实物图连接在进行实物连线时,首先应选择合适的仪器及各电表的量程,确定电流表的内外接,变阻器的连接方式.其次应注意以下几点:1)连线的顺序是先干路,后支路;2)电键在干路上且要控制整个电路;3)电表的正负极不能接反;4)各导线两端都应接在接线柱上,而不能在导线中间出现分叉,各条连线均应连成一曲线,而不能连成折线,不能相交且要尽量节省导线;5)开关闭合前变阻器滑动触头应处于恰当位置;6)先画好电路原理图,后连接实物图,可避免出错.(20040906 收稿)
