电学实验复习概述

谭宜洲

电学实验涉及到仪器选择、电路设计，试题非常灵活，如果对实验仪器的选择、对实验电路的性能没有深刻的理解，是很难准确地选择出所需器材，设计出所需实验电路的。本文结合我多年的教学体会，也参考了很多教学资料，写出一些虽似粗浅但颇为实用的建议。

下面，我对电学实验的复习分成几个方面来讨论。

一、测量电路的选择

（一）电流表内接法

电路结构：电阻R与电流表先串联，再与电压表并联。此电路中电流表与被测电阻靠得近。

电路产生误差的原因：电流表内阻有分压作用，导致电压测不准。被测电阻与电流表相比，比值越大，电流表内阻的分压相对越小，测量误差越小。

适用条件：适合测量大电阻。

（二）电流表外接法

电路结构：电阻R先与电压表并联，再与电流表先串联。此电路中，被测电阻与电压表靠得近。

电路产生误差的原因：电压表有分流作用，导致电流测不准。电压表内阻与被测电阻相比，比值越大，电压表的分流相对越小，测量误差越小。

适用条件：适合测量小电阻。

小结：上述两种电路中，都是与被测电阻靠得较近的电表给实验带来误差，为了减小误差，常用以下三种方法来判定电流表的连接是选内接法还是外接法、

1.直接比较法

当时，采用内接法；当时，采用外接法。

结论：将R与Rv、RA比较（都用大除以小），比值越大，表明相差越大，影响越小，越适合靠近R。

2.试测判断法

当R、RA、RV电阻阻值都不清楚时可采用此法，电路图如图所示：

设开关S接a、b时，电流表示数分别为Ia、Ib，电压表的示数为Ua、Ub，当电压变化相对较小时，说明电流表分压相对较小，说明电流表影响小，电流表可靠近R，故选用“内接法”；当电流表变化相对较小时，说明电压表分流相对较小，电压表影响小，电压表可靠近R，故选用“外接法”。

二、控制电路的选择

控制电路即滑动变阻器在电路中的连接方式，常有两种不同的形式，图甲为限流式，图乙为分压式。

在具体实验中，滑动变阻器是采用分压式还是限流式，可按以下标准进行判断。

第一，采用分压式的情形：变阻器的电阻R小于负载电阻的阻值Rx；要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调。

第二，采用限流式的情形：变阻器的电阻R大于负载电阻Rx（一般R为Rx的几倍左右）时，并且电压、电流表示数变化不要求从零起调，可采用限流式.。

需要注意的是，如果變阻器的电阻R远远大于Rx时，不能选用此变阻器，因为，这会使电路调节不方便。

第三，特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及允许通过的最大电流值来反复推敲。

三、电流表与电压表的选择

第一，安全性原则：被测量电压或电流（注意：不是电源电压或电流）不能超过电压表（电流表）的量程。

第二，准确性原则：电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的1/3以上，使用欧姆表时指针尽可能指在中间刻度附近。

四、选择滑动变阻器的原则

第一，安全性原则：滑动变阻器的额定电流应大于电路总电流的最大值。

第二，方便性原则：选用滑动变阻器时应考虑能使电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节。在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都能用到。通常，滑动变阻器的电阻越小，调节越方便。

五、定值电阻的应用

如果实验中提供了定值电阻，则此电阻常有以下应用：一是定值电阻常用来与被测电阻串联或并联，以改变被测量的电流、电压的大小。二是如果电流表（或电压表）的内阻为准确的已知电阻，则此电流表（或电压表）可作为已知电阻使用。此电流表（或电压表）或与大电阻串联，或与小电阻并联，以改变电流表（或电压表）的量程。三是串联在电路中起保护作用。

下面通过实例来说明

例：用下列器材，测定小灯泡的额定 功率

A、待测小灯泡：额定电压6 V，额定功率约为5 W B、电流表：量程1.0 A，内阻约为0 .5 Ω

C、电压表：量程3.0 V，内阻5 kΩ； D、滑动变阻器R：最大阻值为20 Ω，额定电流1 A；

E、电源 ：电动势8 V，内阻很小 F、定值电阻R0：阻值为10 kΩ；G、开关一个，导线若干。

回答下列问题：

（1）实验中，电流表应采用 （选填“内”或“外”）接法； （2）画出实验电路图；

（3）实验中，电压表的示数为 V时，即可测定小灯泡的额定功率。

分析：通过计算，灯泡的额定电流为0.83A，所以电流表选B，电压表量程太小，不能直接接在灯泡两端，题中提供了一个定值电阻R0，可以与电压表串联， R0与电压表串联后可以改装成一个量程较大的电压表，当电压表的求数为1V时，根据串联电阻的分压关系，R0上的电压为2V，此时灯泡两端的电压为3V，这时可测定小灯泡的额定功率。改装后的电压表内阻与灯泡的电阻相比，相差更大，对测量结果影响较小，所以，采用电流表外接法。对电压的调节范围没有特别要求，而且滑动变阻器R的最大阻值大于被测电阻，故可以采用变阻器限流式接法。

答案：（1）外 （2）如图所示 （3）2