电学实验中的电路设计课件.ppt
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1、电学实验中的电路设计电学实验中的电路设计 l根据实验的要求,学会并熟练掌握通过测算、评估、根据实验的要求,学会并熟练掌握通过测算、评估、统筹等过程、方法,最优化地完成电学实验仪器的统筹等过程、方法,最优化地完成电学实验仪器的选择、电学实验电路的设计。选择、电学实验电路的设计。【学习目标【学习目标】实验电路实验电路测量电路测量电路供电电路供电电路(控制电路)控制电路)AVR电流表外接法电流表外接法AVR电流表内接法电流表内接法一、常见实验电路的组成:例题例题1. 在在“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”的实验中,金属丝的电阻大的实验中,金属丝的电阻大约为约为4,现要用伏安法测出金属丝的电阻在用伏
2、安法测,现要用伏安法测出金属丝的电阻在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:实验器材: A .直流电源:电动势约直流电源:电动势约4.5 V,内阻很小;,内阻很小; B. 电流表电流表A1:量程:量程00.6 A,内阻,内阻0. 2; C .电压表电压表V:量程:量程03 V,内阻,内阻3 k; D. 滑动变阻器滑动变阻器R1:最大阻值:最大阻值30; E. 开关、导线等开关、导线等根据所提供的器材,画出实验的测量电路部分根据所提供的器材,画出实验的测量电路部分思考探究思考探究1. 伏安法测电阻的测量电路部分设计
3、探究伏安法测电阻的测量电路部分设计探究1.1.测量电路的两种接法测量电路的两种接法 AVRAVRVAURI测RRURI真测量电路的选择测量电路的选择 当当xVAxRRRR时,选用电流表内接法。时,选用电流表内接法。xVAxRRRR时,选用电流表外接法。时,选用电流表外接法。当当若已知待测电阻的大约值,电流表的内阻和电压表的内若已知待测电阻的大约值,电流表的内阻和电压表的内阻,则阻,则大内大,小外小大内大,小外小例题例题2. 有一待测的电阻器有一待测的电阻器Rx,其阻值约在,其阻值约在4050之间,实验室准备用来之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:测量该电阻值的实验器材有: 电压表电压
4、表V (量程量程010 V,内电阻约,内电阻约20 k) 电流表电流表A (量程(量程0300 mA,内电阻约,内电阻约4) 滑动变阻器滑动变阻器R (最大阻值为(最大阻值为10,额定电流为额定电流为2 A) 直流电源直流电源E (电动势为(电动势为9V,内电阻约为,内电阻约为0. 5) 开关及若干导线开关及若干导线 实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出出IU图线,请画出实验电路图图线,请画出实验电路图思考探究2. 伏安法测电阻的控制电路部分设计探究2 2、(控制电路)限流和分压电路的选取、(控制电路
5、)限流和分压电路的选取 1.1.限流式限流式 xxREERR变阻器起限流作用,变阻器起限流作用,待测待测电阻电阻R Rx x的电压可调范围的电压可调范围ESRABPRx2.2.分压式分压式 变阻器起分压作用,变阻器起分压作用,待测待测电阻电阻Rx的电压可调范围的电压可调范围0 E限流式电路的特点限流式电路的特点: :(1 1)电压不能从零开始调节)电压不能从零开始调节, ,调节范围较小,但调节范围较小,但电路结构较为简单。电路结构较为简单。 (2)电能损耗较小。)电能损耗较小。分压式电路的特点分压式电路的特点: :(1 1)电压可以从零开始调节到电源电动势)电压可以从零开始调节到电源电动势,
6、,调节范调节范围较大,围较大, 但电路结构较为复杂。但电路结构较为复杂。(2)电能损耗较大。)电能损耗较大。限流式限流式 分压式分压式 可调范围可调范围变阻器变阻器电能损耗电能损耗xxRE ER +R0 E较大阻值较大阻值较小阻值较小阻值较小较小较大较大R R10R10Rx x,应选择限流式电路,应选择限流式电路R R10R10Rx x,应选择分压式电路,应选择分压式电路若实验要求若实验要求电压从零开始变化电压从零开始变化,应选择分压式电路,应选择分压式电路如无此要求,则如无此要求,则零起必分,滑小必分,烧表必分,滑大可限零起必分,滑小必分,烧表必分,滑大可限二、电学实验电路设计遵循二、电学实
7、验电路设计遵循的基本原则的基本原则1.安全性原则安全性原则2.精确性原则精确性原则3.可操作性(方便性)原则可操作性(方便性)原则例题例题3. 在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材:在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材: A待测电阻待测电阻Rx,阻值约为,阻值约为10左右左右 B电压表电压表Vl,量程,量程6V,内阻约,内阻约2k C电压表电压表V2,量程,量程15V,内阻约,内阻约10k D电流表电流表Al,量程,量程0.6A,内阻约,内阻约0.2 E电流表电流表A2,量程,量程3A,内阻约,内阻约0.02 F电源:电动势电源:电动势E=12V,内阻可忽略不计,内阻可忽略不计 G
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