具 体有 两大类 : 一、 用 电压 表和 电流 表两种 电表来测 选用电压表和电流表应遵循的两个最根本原则: 安伞与准确(误差小)。安全 :体现在被测量值不能超 过相应电压表 、电流表的量程 ;准确 :在安全的前提下 使得电压表 、电流表指针达到满偏刻度三分之一以 。 在选 好 了相应量 程 的两种 电表后 ,再 考 虑电流表 的 内外 接 、滑 动变 阻器 的连 接 等 问题 ,在这 里我 就 不 进行 阐述 。 二 、用 电压表 或 电流表 一种 电表 来测 (以只用 电 流表 测量为例 ) 实验中会给出有量程与内阻的电流表和电压表, 我们 学生 一定要 注意 ,并不是 题 中给 了什 么你 就得用 什么,而你一定得看看是否用得上 ,也就是说我们要 有 选 择 性 的使 用 器 材 ,这 点 是 很 多 学生 不 会 去 考 虑 的 ,认 为一 定要用 电压 表 、电流 表来测 电压 、电流从 而 算 电阻 ,那 这样就 正好落人 陷阱。 例 :先 用 多 用 电表 粗 略 测量 某 段 金 属 丝的 电阻 Rx的阻值约为22Q,为了提高精度 ,现要用 以下仪器 再次测量金属丝 的电阻 Rx,实验室提供器材如下 :电 流 表 A1(量程 150mA,内阻约 为 10n);电压 表 V(量 程 15V,内阻 1kQ);电流表 A2(量 程 20mA,内阻 r2=30f~); 定值 电阻R =10012⑤滑动变阻器 R,最大阻值 8Q⑥电 源 E,电动 势 E=6V(内 阻不 计 );电 建 S及 导 线 若 干 。 I.根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不 得小于其量程的三分之一,请画出测量Rx的一种实验 原理图。 Ⅱ.实验时电流表 A 的读数记为 I.,电压表 的读数记为v,电流表A 的读数记为 I ,用 已知的和 你所 用的仪器测 得物理量 表示 Rx=(用字母 表示 )。 这道题估计有很多学生会选择使用电压表 V(量 r r 程 15V,内阻 1kn),只记得Rx=导 ,认为一定要用给出 』 的电压表 测 电压 、给 出的 电流表测 电流 。在说 明解 题 @ 兰 思路之前 ,我们应该掌握下列预备知识 :1.电表指针偏 转角越大,即实际电流越接近满偏 电流,读数的相对 误差越小。2.多取得几组数据求平均值 ,可以减少偶 然误差 。减少以上误差的总原则叫做准确性原则 ,可 分解为(1)系统误差小原则 ;(2)读数误差小原则 ;(3) 偶然误差小原则。3.通过电流表的电流和加在电压表 上 的 电 压 都 不 能 超 过 电 表 量 程 。这 叫作 安 全 性 原 则 。4.滑 动 变阻 器 阻值 小 于 Rx或 与 Rx差 不多 时 ,应 采用分压电路 ,则调压范围大;滑动变阻器阻值越小, 触头滑动时待测电路分得的电压变化越缓慢,便于调 节。5.滑动变阻器阻值远大于 Rx时,可采用限流电 路。但触头滑动时电压跳跃变化 ,不便于调节6.在什 么情况下选 择电流表 的内接 、外接 。 下 面按 照 以上 原 则 结合 本 题 来说 明解 题 思路 : (1)假 设用 最 大量 程 的电 流表 测金 属 丝 的电流 ,电流 最 大 为 150mA,估 算 Rx两 端 最 大 电压 约 为 Um= 150mA×22Q=3.3V,如果 选用 电压 表 (量程 15V)来 测 , 电压表指针最大偏转角不足满偏角 的三分之一 。按 照读数误差小原则 ,所 以本实验不能选用 电压表 ,故 本实验采用一种电表(电流表 )来测 。(2)因为电流表 A 的 内阻 已知 ,所 以可 以把 电流 表 A:当电压 表用 ,另 一方 面 ,如果 仅 仅 把 电流 表 A 当 电压表 用 并联 在 Rx 两端 ,电流表 A。测其电流或干路 电流,由于 Rx电流会 小于通过电流表A 的电流或与之差不多,造成电流表 A:指 针偏 角 过小 不及 满偏 的三分 之 一 ,因此 ,要 把 电 流表 A 串联一 个定 值 电阻 改装 成 一个 较大 量程 的 电压表,改装后的电压表内阻为 130n,再利用比值法 n D < lkAI, 选择 电流 表 A。的外 接法 。(3)滑动变 阻器 R 』 F【 最大阻值8n,小于Rx约为221q,应采用滑动变阻器分 压式接法 ,则 调压范 围大。 综上 所述 ,本实 验是 一个 小小 的 系统 工程 ,必须 统筹考虑 ,如果按照以上各项原则得出的结论互相矛 盾 ,则需分析后决定取舍 。对于此类题 目,可按以下 思路解析 :先考虑安全性 ;根据阻值比较法、实验试探 法、比值计算法,决定电流表内、外接 ;估算电流、电压 最大值 ,按读数误差小原则选 电流表和电压表,在给 出的电表不 满足 实 际情况下 ,必要 时还要 进行 电表 的 改装 ;分压式电路优先(除非 R >Rx),选择阻值较小 的变阻器。◇(作者单位:江西省湖口县湖 口中学)