大学物理实验预习报告 制流电路、分压电路和电学实验基础知识.doc

PAGE PAGE 1 大学物理实验预习报告 姓名 柳天一 实验班号 计科1204 实验号 2 实验名称 制流电路、分压电路和电学实验基础知识 实验地点 教三212 实验目的： 了解电学实验的要求、操作规程和安全知识。 学习电学实验中常用仪器的使用方法。 学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连成制流电路和分压电 路的方法。 实验原理及仪器介绍： 实验原理： 制流电路的特性： 制流电路如图3所示，图中E为直流（或交流）电源；R1为滑线变阻器，A为电流表；R2为负载（本实验采用电阻）；K为电源开关。它是将滑线变阻器的滑动头C和任一固定端（如A端）串联在电路中，作为一个可变电阻，移动滑动头的位置可以连续改变AC之间的电阻RAC，从而改变整个电路的电流I。 （a） （b） 图3 制流电路 图3 制流电路 分压电路的特性： 分压电路如图4所示，图中E为直流（或交流）电源，滑线变阻器两个固定端A、B与电源E相接，负载R2接滑动端C和固定端A（或B）上，当滑动头C由A端滑至B端，负载上电压由0变至E，调节的范围与变阻器的阻值无关。 （a） （b） 图4 分压电路 图4 分压电路 3.制流电路与分压电路的选择： (1) 调节范围 分压电路的电压调节范围大，可从；而制流电路电压调节范围小，只能从 。 (2) 细调程度 当时，在整个调节范围内调节基本均匀，但制流电路可调范围小；负载上的电压值小，能调得较精细，而电压值大时调节变得很粗。 (3) 功率损耗 使用同一变阻器，分压电路消耗电能比制流电路要大。基于两电路的差别，当负载电阻较大，调节范围较宽时选分压电路；反之，当负载电阻较小，功耗较大，调节范围不太大的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调要求，则可采用二级制流（或二段分压）的方法以满足细调要求。 实验仪器： 万用电表（指针式、数字式各一块），低压电源（直流型、交流型各一台），滑线变阻器，电阻箱，导线。 1.万用电表的原理和结构 万用电表是实验室常用的一种仪表，可用来测量直流电压、电流，交流电压及电流，电阻等，还可用以检查电路和排除电路故障。 万用电表主要由磁电型测量机构(亦称表头)和转换开关控制的测量电路组成。实际上它是根据改装电表的原理，将一个表头分别连接各种测量电路而改成多量程的电流表、电压表及欧姆表，是既能测量直流又能测量交流的复合表，如图1所示。它们合用一个表头，表盘上有相应于测量各种量的几条标度尺。表头用来指示被测量的数值，测量线路的作用是将各种被测量转换到适合表头测量的直流微小电流，转换开关实现对不同测量线路的选择，以适应各种测量的要求。电表的表盘上按表的功能有各种不同的刻度，以指示相应的值，如：电流值，电压值(有交、直流之分)及电阻值等。对于某一测量的内容一般分成大小不同的几档，测量电阻时每档标明的是不同的倍率；测量电流、电压时每档标明的是它相应的量限（即使用该档测量时所允许的最大值），而各种量、各种不同的量限所对应的测量电路均通过转换开关实现和表头的连接。 图1 图2 图1 图2 欧姆表测量电阻的简单原理如图2所示。 表头（其内阻Rz）、干电池E、可变电阻R0及待测电阻Rx串联构成回路，电流I通过表头即可使表头指针偏转，其值为 由上式可知在电池电压一定的条件下，指针偏转和回路的总电阻成反比。当被测电阻Rx改变时，电流I就随着变化，表头的指针位置也有相应的变化，可见表头的指针位置与被测电阻的大小是一一对应的，如果表头的标度尺按电阻刻度，这样就可以直接用来测量电阻了。被测电阻Rx越大，则回路电流I越小，指针的偏转越小，当Rx为无穷大时(即表棒两端开路)，则I=0，表头指针为零，因此欧姆表的标尺刻度与电流表、电压表的标尺刻度方向相反。由于工作电流I与被测电阻Rx不成正比关系，所以电阻的标度尺的分度是不均匀的。 由于电池的电动势会渐渐下降，这将会造成较大的测量误差，故该结构形式的欧姆表都设有“零欧姆”调整电路，使用时先将表棒二端短路(即Rx=0)，调节“零欧姆”旋钮，使指针指向满度，即指针指向0Ω处。每当改变欧姆表的量程后，都必须重新调节“零欧姆”旋钮。 2、万用电表的操作规程 (1) 使用指针式万用电表前必须认清两极和刻度盘，熟悉转换开关的作用和用法，据待测量的种类和大小(交流和直流电压、电流、电阻)，将转换开关转到适当位置并接好表笔。 (2) 被测量不能确定其大概值时，应将转换开关旋到最大量程处。 (3) 使用前，若指针不在零位，首先调零；读数时，视线正对着指针。有反射镜的应使指针与