滕澤

摘 要：一種電流表外接法和電流表內(nèi)接法對(duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征包括：底板、背板、電流表、電壓表、電阻和觸摸屏單元，底板后端安裝豎直的背板，在背板上端嵌裝電流表和電壓表，電流表和電壓表的接線端攔截二者下方背板上設(shè)置的接線端子，所述背板上設(shè)置多個(gè)不同阻值的電阻，每個(gè)電阻下方的背板上設(shè)置有與電阻兩端分別連接的接線端子，背板上設(shè)置的觸摸屏單元的輸入端連接電流表和電壓表的輸出端，背板上設(shè)置的電源下方設(shè)置有接線端子。本文主要對(duì)《一種電流表外接法和電流表內(nèi)接法對(duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)》的設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)背景、設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)施方法等多方面內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：電壓表；數(shù)字電壓表；對(duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)；接線端子；電流表外接法；電流表內(nèi)接法

中圖分類號(hào)：G633 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

本設(shè)計(jì)的電流表外接法和電流表內(nèi)接法對(duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其主要滿足以下特征：

（1）背板上設(shè)置有燈具和開關(guān)，燈具和開關(guān)下方均設(shè)置接線端子；

（2）滿足電阻為3個(gè)，一個(gè)電阻的阻值小于電壓表的內(nèi)阻，另一個(gè)電阻的阻值大于電流表的內(nèi)阻，第三個(gè)電阻的阻值介于電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之間；

（3）電源為輸出可調(diào)的電源；

（4）電流表為數(shù)字電流表，電壓表為數(shù)字電壓表。

1 本設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域及背景技術(shù)

本設(shè)計(jì)涉及歐姆定律演示設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種電流表外接法和電流表內(nèi)接法對(duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)。歐姆定律是電學(xué)中的重要內(nèi)容，其闡述了通過導(dǎo)體的電流、電壓的關(guān)系，在實(shí)際電路連接時(shí)有兩種連接方法：一種是電壓表與電阻并聯(lián)后再串聯(lián)電流表，另一種是電流表與電阻串聯(lián)后再并聯(lián)電壓表，第一種電流表外接，電壓表的內(nèi)阻使電流表測(cè)量的電流變大，第二種電流表內(nèi)接，由于電流表的內(nèi)阻使電壓表測(cè)量的電壓變大，由此產(chǎn)生了測(cè)量電阻值或者變小或者變大的問題。實(shí)際教學(xué)中教師常攜帶電流表、電壓表、電阻等元器件到教室，然后連線后進(jìn)行演示，由于攜帶的元器件較多，使用上非常不便。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

本設(shè)計(jì)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供將電流表、電壓表、電阻、開關(guān)和觸摸屏結(jié)合在一起且能演示電流表內(nèi)接法和外接法差異的一種電流表外接法和電流表內(nèi)接法對(duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

2.1 設(shè)計(jì)采取的技術(shù)方案

電流表外接法和電流表內(nèi)接法對(duì)比實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括底板、背板、電流表、電壓表、電阻和觸摸屏單元，底板后端安裝豎直的背板，在背板上端嵌裝電流表和電壓表，電流表和電壓表的接線端連接二者下方背板上設(shè)置的接線端子，所述背板上設(shè)置多個(gè)不同阻值的電阻，每個(gè)電阻下方的背板上設(shè)置有與電阻兩端分別連接的接線端子，背板上設(shè)置的觸摸屏單元的輸入端連接電流表和電壓表的輸出端，背板上設(shè)置的電源下方設(shè)置有接線端子。

背板上設(shè)置有燈具和開關(guān)，燈具和開關(guān)下方均設(shè)置有接線端子。而且，所述電阻為3個(gè)，一個(gè)電阻的阻值小于電壓表的內(nèi)阻，另一個(gè)電阻的阻值大于電流表的內(nèi)阻，第3個(gè)電阻的阻值介于電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之間。電源為輸出可調(diào)的電源。電流表為數(shù)字電流表，電壓表為數(shù)字電壓表。

2.2 設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果

本設(shè)計(jì)中，背板上設(shè)置有3個(gè)不同阻值的電阻、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)燈具、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、一個(gè)觸摸屏單元和一個(gè)電源，每個(gè)設(shè)備均設(shè)置接線端子，學(xué)生在使用時(shí)可以根據(jù)觸摸屏單元提示的內(nèi)容自行連接各接線端子，然后電流表和電壓表輸出的數(shù)值輸送到觸摸屏模塊，由其實(shí)現(xiàn)計(jì)算、顯示等功能，學(xué)生可以直觀地了解電流表外接法和電流表內(nèi)接法的差異，而且在實(shí)驗(yàn)過程中鍛煉了動(dòng)手能力以及可以通過觸摸屏單元進(jìn)行延伸學(xué)習(xí)，是一種演示或?qū)嶒?yàn)效果好、操作簡便且功能多的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

3 具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本設(shè)計(jì)的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新在于：包括底板11、背板1、電流表2、電壓表6、電阻4和觸摸屏單元8，底板后端安裝豎直的背板，在背板左上角嵌裝電流表和電壓表，電流表和電壓表的接線端連接二者下方背板上設(shè)置的電流接線端子3和電壓接線端子7，背板上設(shè)置多個(gè)不同阻值的電阻，每個(gè)電阻下方的背板上設(shè)置有與電阻兩端分別連接的電阻接線端子5，背板上設(shè)置的觸摸屏單元的輸入端連接電流表和電壓表的輸出端，背板上設(shè)置的電源9下方設(shè)置有電源接線端子10。

本實(shí)施例中，觸摸屏單元中具有中央處理器，其輸入端可連接電流表和電壓表的輸出，可事先連好線纜，無需實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行連接。背板上設(shè)置有燈具15和開關(guān)13，燈具和開關(guān)下方均設(shè)置對(duì)應(yīng)的燈具接線端子14和開關(guān)接線端子12。

電阻為3個(gè)，一個(gè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻，用于電流表外接法實(shí)驗(yàn)；另一個(gè)電阻的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，用于電流表內(nèi)接法實(shí)驗(yàn)；第三個(gè)電阻的阻值介于電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之間。電源為輸出可調(diào)的電源，比如：自帶滑動(dòng)變阻器調(diào)壓端的電源燈。電流表為數(shù)字電流表，電壓表為數(shù)字電壓表，二者測(cè)量精確，可以單獨(dú)輸出測(cè)量的數(shù)據(jù)。觸摸屏單元中具有存儲(chǔ)模塊，其可以預(yù)先存儲(chǔ)電流表外接、電流表外接法的相關(guān)計(jì)算方法和延伸學(xué)習(xí)的材料、試題等內(nèi)容。

本設(shè)計(jì)中，背板上設(shè)置有3個(gè)不同阻值的電阻、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)燈具、一個(gè)電流表、一個(gè)電壓表、一個(gè)觸摸屏單元和一個(gè)電源，每個(gè)設(shè)備均設(shè)置有接線端子，學(xué)生在使用時(shí)可以根據(jù)觸摸屏單元提示的內(nèi)容自行連接各接線端子，然后電流表和電壓表輸出的數(shù)值輸送到觸摸屏模塊后，由其實(shí)現(xiàn)計(jì)算、顯示等功能，學(xué)生可以直觀的了解電流表外接法和電流表內(nèi)接法的差異，而且在實(shí)驗(yàn)過程中鍛煉了動(dòng)手能力以及可以通過觸摸屏單元進(jìn)行延伸學(xué)習(xí)，是一種演示或?qū)嶒?yàn)效果好、操作簡便且功能多的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1]王冰，賈磊，張慧玲.機(jī)械制圖[M].北京：航空工業(yè)出版社，2012.

[2]曹丕顯，吳林濤，柳杰，等.高中科技創(chuàng)新發(fā)明探索[M].深圳：海天出版社，2012.

[3]李茜.電流表內(nèi)外接法兩種選擇的理論依據(jù)及等價(jià)性探析[J].中學(xué)物理，2014（15）：53-54.

[4]鄭煒宇.例談高中物理教學(xué)中的提問——從“電流表的內(nèi)、外接法”說起[J].課程教材教學(xué)研究（中教研究），2011（Z5）：58-59.