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设计性电学实验是从教材中出现的基本实验为基础，以电路规律为基本原理，以建构式思路的核心理念“会意”为考查对象，深入考查学生创新与探究能力.
例1 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0 V.0.7 A”； 电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A2，量程0.6 A，内阻r2=0.2 Ω；电压表V，量程3 V，内阻rV=9 kΩ；标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～ 10 Ω，；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干.
图1 图2
（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为Ω.
（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是V.
（3）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号.
图3 图4
解析：①电压表读数为：UL=2.30 V；由闭合电路的欧姆定律可得此时L的电阻为：
RL=ULI=
2.30 V
0.46 A=5 Ω.
②由电路图3可知，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压为电压表和电阻R2两端的电压之和：
UL′=UV+UVrV
·R2=3 V+1 V=4 V.
③
a.由于灯泡的额定电压为4.0 V，而给出的电压表量程为3 V，故给电压表串联一个标准电阻R2，将其改装为最大量程为4 V的电压表；
b.灯泡的额定电流为0.7 A，如果选用电流表A1指针偏转角度太小，读数误差大；而选用电流表A2（量程为0.6 A），故给电流表A2并联一个标准电阻R1将其改装为量程为0.72 A的电流表； .同时由于，改装后的电压表量程为4 V（等于灯泡的额定电压），而改装后的电流表量程为0.72 A（略大于灯泡的额定电流0.7 A）故实验电路应选择电流表外接为佳，但内接也不会根本性改变问题，因此答案如答图5或6.
图5 图6
点评：在求解此类问题时，从图1、图3的弊端入手，分析出问题的症结所在.
例2 某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
（A） 电流表（量程100 μA，内阻约为 2 kΩ）
（B） 电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）
（C） 电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）
（D） 电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）
（E） 直流电源（20 V，允许最大电流1 A）
（F） 滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）
（G） 电键和导线若干
电流表应选 ，电压表应选 .（填字母代号）
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
① ；
② .
图7
解析：（1）本题中，待测电阻Rx的阻值约为25 kΩ，直流电源电动势为20 V，经粗略计算电路中最大的电流约为
Imax≈E/R
=20 V25×103 Ω=800 μA
，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表.
（2）根据本题解析的第（2）、（3）两条原则可知电路图的问题为：（1）电流表应采用内接的方法；（2）滑动变阻器应采用分压器方式的接法 .
点评：电学实验选择仪器的一般步骤如下：（1）根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小；（2）根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值；（3）选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据
RV/Rx与Rx/RA之间的关系来判断，当
RV/Rx>
Rx/RA时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法.
总之，设计型电学实验考题，要根据实验的基本原理及题设要求，仔细筛选器材，巧妙设计电路，想办法转移实验仪器的功能，转换实验仪器的角色，尤其是电表的角色，电表的扩程，电表功能的“反串”，电表的改装，往往是解决这类问题的关键.
例1 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0 V.0.7 A”； 电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；电流表A2，量程0.6 A，内阻r2=0.2 Ω；电压表V，量程3 V，内阻rV=9 kΩ；标准电阻R1，阻值1 Ω；标准电阻R2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0～ 10 Ω，；学生电源E，电动势6 V，内阻不计；开关S及导线若干.
图1 图2
（1）甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为Ω.
（2）乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是V.
（3）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号.
图3 图4
解析：①电压表读数为：UL=2.30 V；由闭合电路的欧姆定律可得此时L的电阻为：
RL=ULI=
2.30 V
0.46 A=5 Ω.
②由电路图3可知，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压为电压表和电阻R2两端的电压之和：
UL′=UV+UVrV
·R2=3 V+1 V=4 V.
③
a.由于灯泡的额定电压为4.0 V，而给出的电压表量程为3 V，故给电压表串联一个标准电阻R2，将其改装为最大量程为4 V的电压表；
b.灯泡的额定电流为0.7 A，如果选用电流表A1指针偏转角度太小，读数误差大；而选用电流表A2（量程为0.6 A），故给电流表A2并联一个标准电阻R1将其改装为量程为0.72 A的电流表； .同时由于，改装后的电压表量程为4 V（等于灯泡的额定电压），而改装后的电流表量程为0.72 A（略大于灯泡的额定电流0.7 A）故实验电路应选择电流表外接为佳，但内接也不会根本性改变问题，因此答案如答图5或6.
图5 图6
点评：在求解此类问题时，从图1、图3的弊端入手，分析出问题的症结所在.
例2 某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
（A） 电流表（量程100 μA，内阻约为 2 kΩ）
（B） 电流表（量程500 μA，内阻约为300 Ω）
（C） 电压表（量程15 V，内阻约为100 kΩ）
（D） 电流表（量程50 V，内阻约为500 kΩ）
（E） 直流电源（20 V，允许最大电流1 A）
（F） 滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）
（G） 电键和导线若干
电流表应选 ，电压表应选 .（填字母代号）
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
① ；
② .
图7
解析：（1）本题中，待测电阻Rx的阻值约为25 kΩ，直流电源电动势为20 V，经粗略计算电路中最大的电流约为
Imax≈E/R
=20 V25×103 Ω=800 μA
，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表.
（2）根据本题解析的第（2）、（3）两条原则可知电路图的问题为：（1）电流表应采用内接的方法；（2）滑动变阻器应采用分压器方式的接法 .
点评：电学实验选择仪器的一般步骤如下：（1）根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小；（2）根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值；（3）选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据
RV/Rx与Rx/RA之间的关系来判断，当
RV/Rx>
Rx/RA时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法.
总之，设计型电学实验考题，要根据实验的基本原理及题设要求，仔细筛选器材，巧妙设计电路，想办法转移实验仪器的功能，转换实验仪器的角色，尤其是电表的角色，电表的扩程，电表功能的“反串”，电表的改装，往往是解决这类问题的关键.