电路与元件的选择

几乎每一道高考电学实验题都离不开电路或元件的选择问题，这是相对容易的，但又不是每次都能做对，那么在这方面，有什么基本的方法吗？怎样提高做题的正确率呢？

当然，电路的选择涉及实验的目的与原理，元件的选择也常常离不开对原理的把握。但对一些简单的电学实验，掌握基本的电路与元件选择的方法，可以更快速地做题，正确率也更高。

下面笔者根据做题的经验，总结方法如下：

一、电路的选择

1、滑动变阻器的使用方法

滑动变阻器在电路上的使用无非是采取限流与分压的方式，限流式就是将变阻器与其他电路元件串联，它没有明显的电路优势，反而还有劣势，比如改变电压的范围比较小；而分压式的连接方法就是可以使待测电压获得从0开始的大范围的电压，这也是选择时的主要标准。

2、电流表的内外接法

不管是伏安法测未知电阻、测电阻丝的电阻率实验，还是测小灯泡的伏安特性曲线，只要涉及电流表测试的实验，都需要考虑电流表的内外接法。为什么呢？主要是它不是理想的电表，会有电阻，电流通过时，会有电压的降落，这样就会导致在如内接法测电阻时、测电源内阻时就会存在误差。

一般的实验电路都会存在系统误差，只是哪个电路误差更小罢了，当然，采取巧妙的实验电路，可以提高精确度甚至消除系统误差，这样的电路因为少见而有一定的难度。

那么一般电流表的内外接法有什么方法与原则呢？在测电阻时，如果待测电阻比较大，目测比电流表内阻大得多，就选用内接法，因为其电阻小分压就小；如果看不出待测电阻是否大，比如处于临界状态，就需要更准确的计算、比较电流表内接时分压作用与外接时电压表分流作用的大小，如果,说明分流作用小，分压作用大，则选择电流表的外接法，如果相反，则分压作用小，分流作用大，则选择内接法。

又如在测电源的电动势与内阻时，相对于待测的外电路电压而言，电流表要用内接还是外接呢？如果采取外接法，注意不是上几篇文章强调的那种外接法，就会得出被测电源内阻误差较大，事实上测出的是电源与电流表的总电阻。

3、电表的改装

电表之所以要改装，就是因为提供的量程不符合实际的需要，为了得到实验所需要的量程，就应该将小量程的电表通过串并联一定的阻值，达到实验的要求。

小量程的电流表是通过并联一个电阻，根据电阻的分流作用来达到用小量程测大电流，具体并联多大的电阻，这就要由电流表的满偏电流、内阻与所要获得的量程决定，由得，获得的量程越大，并联的电阻阻值越小。

小量程的电压表是通过串联一个电阻，根据电阻的分压作用达到的用小量程测大电压，具体要串联多大的电阻，这也是由满偏电压、内阻与所要获得的量程决定的，由得到，获得的量程越大，串联的电阻阻值越大。

其实，电流表也好，电压表也罢，都是由灵敏电流表的表头改装的。

二、元件的选择

1、电表的选择

不管电流表还是电压表的选择，几乎全部都是根据量程来选择的，就是在使用时不超过量程的前提下选择读数误差小的，即读数要超过表盘刻度的1/3。如果刻度偏小，那么读数的相对误差就会大。什么是相对误差，这正如买水果，买100元，老板便宜1元，这个相对值就小，如果买10元，老板就便宜1元，这个相对值就大了，老板几乎就没得赚了。

这就需要计算待测电流的最大值了，怎么算呢？或者根据电源电动势、电路的最小电阻来计算；或者根据给定元件的额定电流等来计算。

2、滑动变阻器的选择

选择滑动变阻器的一般原则是，分压式连接用小电阻，为什么不用大电阻呢？变阻器的分压式连接采用的是串联电路的电压与电阻成正比的分压规律，如果选用大电阻，比如100欧姆，连接在10伏 的电源上，移动1/100的长度，则获得0.1伏的电压；移动10/100的长度，则获得1伏电压；要获得5伏的电压，就要移动一半的长度。总之，因为电阻大，分数的分母就大，移动一点电压变化不明显，很不利于操作。所以，分压式要用小电阻，这是从操作方便性考虑的。

那限流式就要用大电阻吗？如待测是小电阻，变阻器使用大电阻，目的可以达到，但不利于操作，待测电压变化太明显，与待测电阻相当就好了；如待测电阻是大电阻，变阻器使用大电阻是没有问题的，但如果用小阻值的变阻器，则电压的调节范围是很小的，根本不能用小电阻来调节。

所以，基本上有个原则：分压式用小电阻，限流式用大电阻。当然大电阻不是随意大的，是相对待测电阻大。

3、标准电阻的选择

经验发现，在电路中标准电阻的使用常以保护电路或者改装电路的形式出现。作为保护电阻时，当然要使其连入电路中，不致电流过大而烧坏电路，需要根据电源电动势、额定电流来计算电路的最小电阻，这个电阻就是保护电路的阻值；而作为改装电路，不管是改装电流表的并联电阻、还是改装电压表的串联电阻，都需要根据改装后的量程、电流表的满偏电流、电流表的内阻计算得到。

以上为电路与元件选择时的基本方法，这些方法常常不是独立于实验原理的，而常常在了解原理后才更清楚如何选择，特别对于创新的实验，更需要了解原理，才能正确选择电路、元件。对于这些创新实验，我将在以后的时间讲述。