陈龙

◆摘  要：实验是研究物理学的基本方法之一。从各地近年来高考试题不难看出对实验器材及实验电路的选择及时高考的热点，也是难点，考生们的得分率普遍比预计的要低。为此本文就向大家介绍在选择器蔡和电路时应遵循的几个基本原则，相信对同学们解决问题会有极大帮助。

◆关键词：用电器选择;选择原则;电压表;滑动变阻器

正确地选择仪器和电路的问题，有一定的灵活性，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”。“精确性”“方便性”和“误差小”“仪器少”“耗电少”等各方面要综合考虑，灵活运用。电源、滑动变阻器以及电压表和电流表的选择是进行电学实验的关键，甚至直接影响到实验的成败。可靠性原则又叫做安全性原则，指实验的过程中，不产生由于器材和电路的选择不当而使仪器发生损坏等不良后果，以达到保护器材的目的。

一、电池与电压表

电池是电路之本，在选择用电器的时候，一定要先看电源，电源不能选择太大的，应该选择达到小灯泡或待测电阻的额定电压的电池，之后再选择看电压表，要注意电池的电动势与待测电阻的额定电压，往往电压表的量程或偏大、或偏小，再去看题目中有没有给出定值电阻，若给出定值电阻，很大情况下需要我们改装电表;若电压表的量程不匹配，且又没给出定值电阻与电阻箱，我们则会选用分压法连接电路。往往题目里会给出一定的提示（即告诉电压表的准确内阻），让学生去选择前者，而考生很有可能遗漏。

二、滑动变阻器

在选择完电池与电压表之后，接下来就是滑动变阻器的选择。在高中阶段，电路的主体构思无非是两种：分压法与限流法。对于分压法和限流法的选择十分重要。我在这里列出一些我所总结出的规律：1.对于描绘小灯泡伏安特性曲线的实验，绝大数情况选择分压法，因为分压法可以从零描绘图像;2.当题目中给出的电压表量程不匹配，又没有给出定值电阻扩程，则选取分压法，因为分压法可以使电表从零开始调整，防止电表损坏;3.伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，不利于多次测量平均值或用图象处理数据，为了在变阻器阻值远小于待测电阻的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器分压的接法。4.在用半偏法测量电压表的内阻时采用分压法。半偏法的系统误差在于当调整电阻箱的阻值后，必须控制电路的总电流不随着电阻箱的变化而变化（对于半偏法不再赘述）。以上四种情况基本上都是采用分压法。

而采用分压法时，选取滑动变阻器一定要选用较小阻值的。如图一，当我选用较小阻值的时候，再次调整电阻箱的阻值，当电阻箱的阻值变大的时候，总电阻变大，分压电路的总电压在变大，系统误差就随之而来，想要避免这种误差，需要选择较小的滑动变阻器。

采用限流法时（测量电池的电动势与内阻、半偏法测电流表的内阻时，几乎都采用限流法），滑动变阻器的选择原则是：把滑动变阻器从最左端调整到最右端，使得电表能较大范围的偏转，即选择滑动变阻器的阻值与待测电阻的阻值最接近的那个。

三、电流表

最后选择电流表。①如果是限流法，因为之前已经选定电池与电压表，所以可以得出电路中的最大电流，选择合适的电流表即可。②若是分压法，先看题干部分是否告诉我们小灯泡的一些数据，例如规格、额定电压与额定功率，或者是待测电阻的一些数据。选择的电流表略大于或等于额定电流即可。例如：如图2，有一电阻Rx（阻值约5Ω，额定功率1w），需测定其阻值，现有下列器材：

电池组ε（电动势为6V，内阻约0.5Ω）

电压表V1（量程0-3V，内阻3KΩ）

电压表V2（量程0-15V，内阻15KΩ）

电流表A1（0-0.6A，内阻0.2Ω）

电流表A2（0-3A，内阻0.05Ω）

滑动变阻器R1（0-10Ω，额定电流1A）

滑动变阻器R2（0-1700Ω，额定电流1A）

开关K及导线若干，实验中要求多测几组电流、电压值。

在实验中电压表、电流表应选______，滑动变阻器应选_______。

总而言之，电学实验的基本选择原则和顺序为以上三点，但是在做题之中，还会遇到其他情况。綜合上述，掌握考纲中所要求测电阻、测电源电动势的方法、原理，熟练掌握以上仪器选择原则，就可以根据题目的要求设计出合理电路。

参考文献

[1]吕建亮，孙庆山.高中物理电学实验中器材和电路的分析与选择[J].高中数理化，2019（08）：1-3.

[2]华兴恒.电学器材选择原则[J].数理化学习.2014，6：24-25.