电学设计型实验

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1、电学设计型实验所谓设计型实验，就根据实验目的，运用掌握的物理规律、实验方法，选择熟悉的仪器、器材设计实验方案。设计方案包括选用合适的实验方法、选择配套的实验器材、安排正确的实验步骤、设计科学的数据处理方法，采用客观的误差分析方式，最后给予总结和评价。一、设计型实验的设计原则：（1）科学性：科学的方案应有科学的依据及正确的方式。（2）安全性：设计的方案实施时，应安全可靠，不会对仪器、器材千万危害。（3）精确性：实验误差应控制在允许范围之内，尽可能选择误差较小的方案。（4）可操作性：设计方案应便于操作、读数，

2、便于进行数据处理和观察。同还要注意到，用两个总阻值大小不同的变阻器调节电路中的电流，当它们串联使用时哪个是粗调?哪个是细调?并联使用时，哪个是粗调，哪个是细调?二、设计型实验的设计方法（一）替代法图1用一个标准的已知量替代被测量，并调整此标准量，使整个测量系统恢复替代前的状态，则被测量等于标准量。用替代法可有效减小误差，通常是使用可直接读数的电阻箱等效替代测电阻。如图1所示，对于电流表Ｇ１、Ｇ２的量程各有什么要求?电阻箱Ｒ１的阻值还需要远大于电阻箱Ｒ２的阻值吗?哪个电阻箱用精度为0.1欧的合适?1、现有电

3、流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、低压直流电源、单刀单掷开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。要求用以上器材尽可能精确地测量待测电阻的阻值。（1）画出电路图R3图2（2）简要说明测量的主要步骤。2、为了测量电流表G1的内阻，电路如图2所示，其中电流表G1的量程0-300μA、内阻约100Ω，G2为标准电流表，量程为0-200μA；R1为电阻箱，阻值范围0-999.9Ω；ε为电池，电动势3V、内阻不计，S1为开关，S2单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器R3和电阻箱R1适当调节后，将单刀双掷S2扳

4、到接点1处，接通开关，调节可变电阻R2，使两电表的读数都是150μA，然后将将单刀双掷S2扳到接点2处，调节变阻箱R1，使标准电流表的读数仍为150μA，若此时电阻箱的读数为75Ω。（1）为了保证两块电流表的安全使用，限流电阻R3的阻值应选：A、100ΩB、150ΩC、10kΩD、15kΩ（2）可变电阻器的阻值应选：A、200ΩB、500ΩC、2kΩD、5kΩ3、现有电压表、电阻箱、滑动变阻器、低压直流电源、单刀单掷开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。要求用以上器材尽可能精确地测量待测电阻的阻值。（1）

5、画出电路图（2）简要说明测量的主要步骤。（3）如果再有一块电流表，如可能精确地测量电压表的内阻。4、要测出一个未知电阻的阻值Rx，现有如下器材：读数不准的电流计A、定值电阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关K1、单刀双掷开关K2、电源和导线。(1)画出实验电路图，并在图上标出你所选用器材的代码。(2)写出主要的实验操作步骤。（二）比较法通过对一些物理量的比较，从而达到同中求异的目的，即为比较法。明显的优点是：尽量少进行直接测量多运用比较的方法，以此减少由于测量仪器的不准确而带来的误差。图35、

6、实验室中现有器材如实物图3所示，有：电池ε，电动势约10V，内阻约1Ω；电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2Ω；电流表A2，量程300mA，内阻r2约为5Ω；电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5Ω；电阻箱R1，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω；滑线变阻器R2，最大阻值100Ω；开关S；导线若干。图4要求用图4所示的电路测定图中电流表A的内阻。（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？（2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。（3）你要读

7、出的物理量是_________________，用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_______。图56、如图5所示，为测量电阻的电路中，RX为待测电阻，R的阻值已知，R/为滑行变阻器，总阻值未知，电源电动势ε未知。S1、S2均为单刀双掷开关，A是电流表，内电阻可以忽略不计。（1）按图5-1所示的电路图，连接实物图。S1S2RXRR/图5-1+——（2）测量RX的步骤：将S2向d闭合，S1向闭合，记下电流表读数I1，再将S2向c闭合，S1向闭合，记下电流表读数I2，计算RX的公式是RX。7、现有一个阻值

8、为10.0Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表表面上有刻度但无刻度值。要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案。(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源的电动势，电源的内阻约为几欧)要求(1)画出实验电路。(2)简要写出完成接线后的实验步骤。(3)写出计算电源内阻的表达式为______。8、用图示的电路测定未知电阻RX的值。图中电源电动势未知，电源内阻和电流表的内阻均可忽略不计，R为电阻箱。ARRX图6⑴若要