探讨检测器件阻值的实验设计电路设计型实验试卷是历年中考命题的热点。主要涉及设计电路测器件内阻，测电源电动势和电阻。现就怎么设计电路测器件内阻作一剖析总结。一个完整的电路通常由被测电路、控制电路、保护内阻三个部份组成，在进行电路实验设计时应从这三个方面去考虑设计方案。一、控制电路和保护内阻在热学实验中常用滑动变阻器来调节电路中的电压和电流。滑动变阻器接入电路有两种形式，限流联接（如图1所示）和分压联接（如图2所）。通常说来，当滑动变阻的全量程比被测内阻小得较多时，用限流接法，联通滑动触头所造成电路中电流的变化不大，用分压接法可使电压、电压得到较大的调节范围；假如要求被测器件上的电压、电压从零开始降低或要求被测器件上的电压、电压有较大的调节范围，滑动变阻器应作分压联接；当滑动变阻器全部串入电路，电路中的电压仍超过电路中容许通过的最大电压时，滑动变阻器应作分压联接；当不知被测器件的额定电压时，用限流接法有可能滑动变阻器全部串入电路，电路中的电压仍超过其额定电压，这些情况应考虑用分压联接。只有当滑动变阻器的全量程比被内阻大或差不多，对调节范围又无特殊要求，用限流接法时电路的电压又不会超过电路容许通过的最大电压时可用限流接法。
倘若被测器件的阻值较小，电压容易超过其容许的最大电压，这时应在电路中串联一个电阻适当的定值内阻来保护电路。二、设计被测电路的几种常用方式依照电路中学生实验的方式和电路的基本规律，设计被测器件的阻值有如下几种常用方式。1、伏安法伏安法的原理是部份电路欧姆定理（I=U/R），由安培表、伏特表测出流过器件的电压和器件两端的电流，由R=U/I算出R。因为安培表有电阻RA、伏特表有电阻RV，两表的接入必然改变电路结构，给实验导致偏差。当RX》RA时，RX=U/I较接近真实值，用A表内接法（如图3所示）偏差较小；当RX《RV时，RX=U/I较接近真实值，用A表外接法（如图4所示）偏差较小。为此用伏安法设计电路测内阻，应由RX、RV、RA的相对大小关系（RV/RX《RX/RV用A表外接，RV/RX《RX/RV用A表内接）来确定是采用A表内接还是A表外接。例1（2002年秋季中考）图5是甲、乙两组朋友的器材实物图，拿来检测待测内阻R的电阻，每组器材包括：电板、电键、变阻器、电压表、电流表、待测内阻R、导线若干。（1）假如待测内阻的电阻比电流表的电阻不是小好多，但R的电阻比电压表的电阻大得多，在图甲中连线使之成为检测电路；假如待测内阻R的电阻比电压表的内不是大好多，但R的电阻比电流表的电阻小好多，试在图乙中连线使之成为检测电路。
（2）假如已知上述电电流表的电阻RV和电压表的电阻RA，对图甲和图乙中连成的电路，分别写出待测内阻的公式（用测得的量和给出的水表电阻来表示）。解析：（1）由题设和上面剖析可知，图甲中被测电路应采用电压表内接法，图乙中应采用电压表外接法。控制电路因滑动变阻器的全电阻、被测内阻的简略值、电流表、电压表的阻值不知，为了安全和滑动变阻器以便调节电阻的测量实验报告设计电阻的测量实验报告设计，滑动变阻器采用分压接法较好，连成的实物线路如图6中的甲、乙所示。（2）设甲、乙两图中电流表的读数用I表示，电流表的读数用U表示，图甲中U/I是R与RA串联的总内阻，即U/I=R+RA，可解得R=(U-IRA)/I。图乙中U/I是R与RV并联的总内阻，即U/I=RRV/(R+RV)，可解得R=RVU/(IRV-U)。2、比值法比值法测内阻主要是借助串联电中电压与内阻成反比，并联电路中电流与西路内阻成正比这一特性，在已知某个已知阻值的电流（或电压）的条件下，借助测得的电流、电流，用比列列多项式求解。（1）串联电路内阻与电流成正比列2、一只电流表，阻值已知，电阻为RV，另有一电源（电动势未知，但不超过电流表的阻值，电阻可忽视不计）请用这只电流表、电源，一个开关和若干联接用的导线设计检测某一高值内阻RX的实验方式（已知RX的值与RV的值相差即大）。
解析：从实验给出的器材可知，不能用伏安法进行检测。因为电源电阻不计，可用电流表测出电源电动势，之后用电流表与被内阻串联进行检测。电路图如图7所示。直接用电流表接到电源正、负极上，电流表的读数U1就是电源电动势E，即E=U1。用电流表与RX串联，如图7所示，此时电流表的读数为U2，所以RX两的电流为E-U2，则U2/(E-U2)=RV/RX，解之得RX=(U1-U2)RV/U2。（2）并联电路电压与内阻成反比列3（2000年全省中考题）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来检测电压表A1的电阻r1，要求方式简捷，有尽可能高的检测精度，并能测出多组数据。（1）画出电路图，注明所用器材代号。（2）选检测中的一组数据来估算r1，则所用表达式为。式中各符号的意义是。器材（代号）尺寸电流表（A1）阻值10mA，电阻r1，待测（约40Ω）电压表(A2)阻值500μA，电阻r2=750Ω电流表（V）阻值10V，电阻R3=10Ω内阻(R1)电阻约100Ω，作保护内阻用滑动变阻器（R2）总电阻约50Ω电瓶（E）电动势1.5V，电阻很小开关（S），导线若干剖析：①因为待测电压表A1的阻值I1m=10mA，电阻r1约为40欧，则电压表A1两端的最大电流为U1m=I1m.r=0.4V。
若用阻值为10V的电流表与电压表A1并联测电流，电流表读数偏差太大，此电流表即能选用，因而不能用伏安法测A1的电阻。由于电压表A2的电阻r2和阻值I2m已知，电压表A2两端容许的最大电流U2m=I2n.r=0.375V，用电压表A1与电压表A2并联，可设法做到并联后的电流不小于0.375V，故被测电路采用电压表A1与A2并联。②若保护内阻R1不接入电路，电路中的最小电压约为E/[R2+r1r2/(r1+r2)]=17mA，将会使流过A1、A2的电压小于它们的额定电压，因而烧毁水表，故R2应串入电路中起保护作用。③控制电路，若滑动变阻器采用分压接法，可使流过A1、A2的电压通过调节R2由零渐渐开始降低，这样既安全，又可通过调节R2测得多组数据；若滑动变阻器采用限流式接法，电路中可能出现的最大电压约为Imax=E/[R1+r1r2/(r1+r2)]=11mA，流过A2的最大电压约为=r1r2/(r1+r2)Imax=557μA，流过A1的最大电压约为=r1r2/(r1+r2)Imax=10.4mA,电路中出现的最小电压I=E/[R1+R2+r1r2/(r1+r2)]=8mA流过A1、A2的最小电压可算得分别约为=400μA，=7.6mA。
由此可知，R2作限流接法，实验时R2由最大逐步开始减少，并注意观察两水表表针不超过满刻度的前提下读数，同样可达到目的。解答：①实验电路如图8中a、b所示。②r1=I2r2/I1，式中I1、I2是通电压表A1、A2的电压，r2是电压表A2的电阻。3、替代法取代法是将水表与被测内阻RX联接上去接入电路，读出水表读数，在接入电路不变的前提下，用单刀双掷开关转接内阻箱，调节阻值箱的电阻，使水表读数和接RX时相同，这时内阻箱的读数R就是被内阻RX的值。常用的有用内阻箱、安培表检测（如图9所示）和内阻箱、伏特表检测（如图10所示）两种。例4、要测出一个未知内阻的电阻RX。现有如下器材：读数不准的电压表A、定值内阻R0、电阻箱R1、滑动变阻器R2、单刀单掷开关K1、单刀双掷开关K2、电源、导线若干。⑴在图11的方框内画出实验电路图（电源已画出），并在图上标出你所选器材的代号。⑵写出主要实验步骤。剖析：从题中给出实验验器材看，检测该被内阻用伏安法和比值法都不行。其实给出的电压表读数不准，但可显示表针所指示的刻度，因而可考虑先让RX与电压表A串连接入电路，使A表表针指到某一刻度，之后改用内阻箱与A表串连接入同一段电路，调节阻值箱的电阻，使电压表表针指到与RX串联时相同的刻度，这时内阻箱的读数就等于RX的值。
解答：（1）实验电路和所选器材如图12所示。（2）实验步骤：①将所选器材按图12连好电路图，滑动变阻器调至最左。②闭合K1，K2掷向1，调节滑动变阻器，使电压表的表针指到某一合适的刻度线N处。③保持滑动变阻器的滑动触头图12的位置不变，K2掷向2，调节阻值箱,使电压表的表针一直指到刻度线N处，读出此时内阻箱的值R0，即为被测内阻RX的值。④整理器材，实验完毕。综合所述，解决电路设计型实验试卷的思路可归纳为：①认真审题，弄清题目要求。②按题目要求、给出的器材、学过的原理和实验方式，从被测电路、控制电路、保护内阻三个角度初步草拟实验电路。③检查所设计的电路是否合理，否则应重新考虑设计方案。