一实验目的掌握电流表电压表和滑动变阻器的使.ppt
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1、 一、一、实验实验目的目的 (1)掌握掌握电电流表、流表、电压电压表和滑表和滑动变动变阻器的使用方法。阻器的使用方法。(2)掌握螺旋掌握螺旋测测微器的使用方法和微器的使用方法和读读数方法。数方法。(3)学会利用伏安法学会利用伏安法测电测电阻,阻,进进一步一步测测出金属出金属丝丝的的电电阻率。阻率。图实图实71 (2)用毫米刻度尺用毫米刻度尺测测量金属量金属丝丝的的长长度度l,用螺旋,用螺旋测测微器微器量得金属量得金属丝丝的直径,算出横截面的直径,算出横截面积积S。三、三、实验实验器材器材 被被测测金属金属丝丝、螺旋、螺旋测测微器、毫米刻度尺、微器、毫米刻度尺、电电池池组组、电电流表、流表、电压
2、电压表、滑表、滑动变动变阻器、开关、阻器、开关、导线导线若干。若干。四、螺旋四、螺旋测测微器、游微器、游标标卡尺的使用卡尺的使用 1螺旋螺旋测测微器的构造原理及微器的构造原理及读读数数 (1)螺旋螺旋测测微器的构造微器的构造 如如图实图实72所示是常用的螺旋所示是常用的螺旋测测微器。它的微器。它的测测砧砧A和固定刻度和固定刻度B固定在尺架固定在尺架C上。旋上。旋钮钮D、微、微调调旋旋钮钮D和可和可动动刻度刻度E、测测微螺杆微螺杆F连连在一起,通在一起,通过过精密螺精密螺纹纹套在套在B上。上。图实图实72 (2)螺旋螺旋测测微器的原理微器的原理 测测微螺杆微螺杆F与固定刻度与固定刻度B之之间间的
3、精密螺的精密螺纹纹的螺距的螺距为为0.5 mm,即旋,即旋钮钮D每旋每旋转转一周,一周,F前前进进或后退或后退0.5 mm,而可而可动动刻度刻度E上的刻度上的刻度为为50等份,每等份,每转动转动一小格,一小格,F前前进进或后退或后退0.01 mm,即螺旋,即螺旋测测微器的精确度微器的精确度为为0.01 mm。读读数数时时估估读读到毫米的千分位上,因此,螺旋到毫米的千分位上,因此,螺旋测测微器又叫千微器又叫千分尺。分尺。(3)读读数:数:测测量量时时被被测测物体物体长长度的整毫米数由固定刻度的整毫米数由固定刻度度读读出,小数部分由可出,小数部分由可动动刻度刻度读读出。出。测测量量值值(mm)固定
4、刻度数固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度注意半毫米刻度线线是否露出是否露出)可可动动刻度数刻度数(估估读读一位一位)0.01(mm)如如图实图实73所示,固定刻度示数所示,固定刻度示数为为2.0 mm,不足,不足半毫米而从可半毫米而从可动动刻度上刻度上读读的示数的示数为为15.0,最后的,最后的读读数数为为:2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm。图实图实73 2游游标标卡尺卡尺(如如图实图实74)(1)构造:主尺、游构造:主尺、游标标尺尺(主尺和游主尺和游标标尺上各有一个尺上各有一个内外内外测测量爪量爪)、游、游标标尺上尺上还还有一个深度尺,尺身上有一个深度尺,尺身上还还有一有一
5、个个紧紧固螺固螺钉钉。图实图实74 (2)用途:用途:测测量厚度、量厚度、长长度、深度、内径、外径。度、深度、内径、外径。(3)原理:利用主尺的最小分度与游原理:利用主尺的最小分度与游标标尺的最小分度尺的最小分度的差的差值值制成。制成。不管游不管游标标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的的总长总长度比主尺上的同度比主尺上的同样样多的小等分刻度少多的小等分刻度少1 mm。常。常见见的游的游标标卡尺的游卡尺的游标标尺上小等分刻度有尺上小等分刻度有10个的、个的、20个的、个的、50个的,个的,见见下表:下表:0.02 mm0.02 mm49 mm500.05
6、mm0.05 mm19 mm200.1 mm0.1 mm9 mm10精确度精确度(可准确到可准确到)每小格与每小格与1 mm 的差的差值值刻度刻度总总长长度度刻度格数刻度格数(分度分度)(4)读读数:若用数:若用x表示由主尺上表示由主尺上读读出的整毫米数,出的整毫米数,K表表示从游示从游标标尺上尺上读读出与主尺上某一刻出与主尺上某一刻线对齐线对齐的游的游标标的格数,的格数,则记录结则记录结果表达果表达为为(xK精确度精确度)mm。五、伏安法五、伏安法测电测电阻阻1电电流表的内接法和外接法的比流表的内接法和外接法的比较较电压电压表分流表分流I测测IxIV电电流表分流表分压压U测测UxUA误误差原
7、差原因因电电路路图图外接法外接法内接法内接法小阻小阻值电值电阻阻大阻大阻值电值电阻阻适用于适用于测测量量RVRxRARx适用条件适用条件电电阻阻测测量量值值外接法外接法内接法内接法 2两种两种电电路的路的选择选择 (1)阻阻值值比比较较法:先将待法:先将待测电测电阻的估阻的估计值计值与与电压电压表、表、电电流表内阻流表内阻进进行比行比较较,若,若Rx较较小,宜采用小,宜采用电电流表外接法;流表外接法;若若Rx较较大,宜采用大,宜采用电电流表内接法。流表内接法。简单简单概括概括为为“大内偏大,大内偏大,小外偏小小外偏小”。(3)实验试实验试探法:按探法:按图实图实75所所示接好示接好电电路,路,
8、让电压让电压表一根接表一根接线线柱柱P先先后与后与a、b处处接触一下,如果接触一下,如果电压电压表的表的示数有示数有较较大的大的变变化,而化,而电电流表的示数流表的示数变变化不大,化不大,则则可采用可采用电电流表外接法;如果流表外接法;如果电电流表的示数流表的示数有有较较大的大的变变化,而化,而电压电压表的示数表的示数变变化不大,化不大,则则可采用可采用电电流表内接法。流表内接法。图实图实75六、六、实验实验步步骤骤 2电电路路连连接接 按如按如图实图实76所示的原理所示的原理电电路路图连图连接好用伏安法接好用伏安法测测电电阻的阻的实验电实验电路。路。图实图实76 3长长度度测测量量 用毫米刻
9、度尺用毫米刻度尺测测量接入量接入电电路中的被路中的被测测金属金属导线导线的有的有效效长长度,反复度,反复测测量量3次,求出其平均次,求出其平均值值l。4U、I测测量量 把滑把滑动变动变阻器的滑阻器的滑动动片片调节调节到使接入到使接入电电路中的路中的电电阻阻值值最大的位置,最大的位置,电电路路经检查经检查确确认认无无误误后,后,闭闭合开关合开关S,改,改变变滑滑动变动变阻器滑阻器滑动动片的位置,片的位置,读读出几出几组组相相应应的的电电流表、流表、电压电压表的示数表的示数I和和U的的值值,记记入表格内,断开开关入表格内,断开开关S。5拆去拆去实验线实验线路,整理好路,整理好实验实验器材。器材。七
10、、数据七、数据处处理理 1在求在求Rx的平均的平均值时值时可用两种方法可用两种方法(2)用用UI图线图线的斜率求出。的斜率求出。八、注意事八、注意事项项 (1)本本实验实验中被中被测测金属金属导线导线的的电电阻阻值较值较小,因此小,因此实验电实验电路一般采用路一般采用电电流表外接法。流表外接法。(2)实验连线时实验连线时,应应先从先从电电源的正极出源的正极出发发,依次将,依次将电电源源、开关、开关、电电流表、待流表、待测测金属金属导线导线、滑、滑动变动变阻器阻器连连成主干成主干线线路路(闭闭合合电电路路),然后再把,然后再把电压电压表并表并联联在待在待测测金属金属导线导线的两的两端。端。(3)
11、测测量被量被测测金属金属导线导线的有效的有效长长度,是指度,是指测测量待量待测导线测导线接入接入电电路的两个端点之路的两个端点之间间的的长长度,亦即度,亦即电压电压表两端点表两端点间间的的待待测导线长测导线长度,度,测测量量时应时应将将导线导线拉直,反复拉直,反复测测量三次,求量三次,求其平均其平均值值。(4)测测金属金属导线导线直径一定要直径一定要选选三个不同部位三个不同部位进进行行测测量,求量,求其平均其平均值值。(5)闭闭合开关合开关S之前,一定要使滑之前,一定要使滑动变动变阻器的滑片阻器的滑片处处在有效在有效电电阻阻值值最大的位置。最大的位置。(6)在用伏安法在用伏安法测电测电阻阻时时
12、,通,通过过待待测导线测导线的的电电流流强强度度I不宜不宜过过大大(电电流表用流表用00.6 A量程量程),通,通电时间电时间不宜不宜过长过长,以免金属,以免金属导线导线的温度明的温度明显显升高,造成其升高,造成其电电阻率在阻率在实验过实验过程中逐程中逐渐渐增大。增大。(7)求求R的平均的平均值时值时可用两种方法:第一种是用可用两种方法:第一种是用RU/I算出算出各次的各次的测测量量值值,再取平均,再取平均值值;第二种是用;第二种是用图图象象(UI图线图线)来求来求出。若采用出。若采用图图象法,在描点象法,在描点时时,要尽量使各点,要尽量使各点间间的距离拉大一的距离拉大一些,些,连线时连线时要
13、尽可能地要尽可能地让让各点均匀分布在直各点均匀分布在直线线的两的两侧侧,个,个别别明明显显偏离偏离较远较远的点可以不予考的点可以不予考虑虑。九、九、误误差分析差分析 (1)金属金属丝丝的横截面的横截面积积是利用直径是利用直径计计算而得,直径的算而得,直径的测测量是量是产产生生误误差的主要来源之一。差的主要来源之一。(2)采用伏安法采用伏安法测测量金属量金属丝丝的的电电阻阻时时,由于采用的是,由于采用的是电电流表外接法,流表外接法,测测量量值值小于真小于真实值实值,使,使电电阻率的阻率的测测量量值值偏小。偏小。(3)金属金属丝丝的的长长度度测测量、量、电电流表和流表和电压电压表的表的读读数等会数
14、等会带带来偶然来偶然误误差。差。(4)由于金属由于金属丝丝通通电电后后发热发热升温,会使金属升温,会使金属丝丝的的电电阻阻率率变变大,造成大,造成测测量量误误差。差。实验实验原理与操作原理与操作 例例1(2011天津高考天津高考)某同学某同学测测量阻量阻值约为值约为 25 k的的电电阻阻 Rx,现备现备有下列器材:有下列器材:A电电流表流表(量程量程 100 A,内阻,内阻约约 2 k);B电电流表流表(量程量程 500 A,内阻,内阻约约 300);C电压电压表表(量程量程 15 V,内阻,内阻约约 100 k);D电压电压表表(量程量程 50 V,内阻,内阻约约 500 k);E直流直流电
15、电源源(20 V,允,允许许最大最大电电流流 1 A);F滑滑动变动变阻器阻器(最大阻最大阻值值 1 k,额额定功率定功率 1 W);G电键电键和和导线导线若干。若干。电电流表流表应选应选_,电压电压表表应选应选_。(填填字母代号字母代号)该该同学正确同学正确选择仪选择仪器后器后连连接了以下接了以下电电路,路,为为保保证实证实验顺验顺利利进进行,并使行,并使测测量量误误差尽量减小,差尽量减小,实验实验前前请请你你检查检查该电该电路,指出路,指出电电路在接路在接线线上存在的上存在的问题问题:图实图实77_;_。答案答案BC电电流表流表应应采用内接法采用内接法滑滑动动变变阻器阻器应应采用分采用分压
16、压式接法式接法题组演练题组演练1在在“探究决定探究决定导线电导线电阻的因素阻的因素”的的实验实验中,以下操作中,以下操作中中错误错误的是的是 ()A用米尺用米尺测测量金属量金属丝丝的全的全长长,且,且测测量三次,算出其量三次,算出其平均平均值值,然后再将金属,然后再将金属丝丝接入接入电电路中路中B用螺旋用螺旋测测微器在金属微器在金属丝丝三个不同部位各三个不同部位各测测量一次量一次直径,算出其平均直径,算出其平均值值C用伏安法用伏安法测电测电阻阻时时采用采用电电流表内接法,多次流表内接法,多次测测量量后算出平均后算出平均值值D实验实验中中应应保持金属保持金属丝丝的温度不的温度不变变解析:解析:实
17、验实验中中应测应测量出金属量出金属丝丝接入接入电电路中的有效路中的有效长长度,度,而不是全而不是全长长;金属;金属丝丝的的电电阻很小,与阻很小,与电压电压表内阻相差表内阻相差很大,使金属很大,使金属丝丝与与电压电压表并表并联联,电压电压表表对对它分流作用它分流作用很小,很小,应应采用采用电电流表外接法。故流表外接法。故A、C操作操作错误错误。答案:答案:AC2(1)用游用游标为标为50分度的卡尺分度的卡尺(测测量量值值可精确到可精确到0.02 mm)测测定某定某圆圆筒的内径筒的内径时时,卡尺上的示数如,卡尺上的示数如图实图实78甲所示,可甲所示,可读读出出圆圆筒的内径筒的内径为为_mm。(2)
18、图图乙中乙中给给出的是用螺旋出的是用螺旋测测微器微器测测量一金属薄板厚量一金属薄板厚度度时时的示数,此的示数,此读读数数应为应为_mm。图实图实78解析:解析:(1)题图题图甲中,主尺甲中,主尺读读数数为为54 mm,游,游标标尺第尺第7格格和主尺某一刻度和主尺某一刻度对齐对齐,读读数数为为0.02 mm70.14 mm,故,故卡尺的卡尺的读读数数为为54.14 mm。(2)固定刻度露出的是固定刻度露出的是6 mm,可,可动动部分数部分数值值是是12.3,则则可可动动部分部分长长度度读读数数为为12.30.01 mm0.123 mm。两者相加。两者相加是是6.123 mm。答案:答案:(1)5
19、4.14(2)6.123(6.1226.124均均对对)3(2012安徽模拟安徽模拟)待待测电测电阻阻Rx的阻的阻值约为值约为20,现现要要测测量其阻量其阻值值,实验实验室提供器材如下:室提供器材如下:A电电流表流表A1(量程量程150 mA,内阻,内阻约为约为10)B电电流表流表A2(量程量程20 mA,内阻,内阻r230)C电压电压表表V(量程量程15 V,内阻,内阻约为约为3 000)D定定值电值电阻阻R0100 E滑滑动变动变阻器阻器R1,最大阻,最大阻值为值为5,额额定定电电流流为为1.0 AF滑滑动变动变阻器阻器R2,最大阻,最大阻值为值为5,额额定定电电流流为为0.5 AG电电源
20、源E,电动势电动势E4 V(内阻不内阻不计计)H电键电键S及及导线导线若干若干(2)根据你根据你选择选择的的实验实验器材,器材,请请你在虚你在虚线线框内画出框内画出测测量量Rx的最佳的最佳实验电实验电路路图图并并标标明元件符号;明元件符号;(3)待待测电测电阻的表达式阻的表达式为为Rx_,式中各符号的,式中各符号的物理意物理意义为义为_ _。(2)如如图图所示。所示。数据数据处处理与理与误误差分析差分析 例例2(2012北京高考北京高考)在在“测测定金属的定金属的电电阻率阻率”实验实验中,中,所用所用测测量量仪仪器均已校准。待器均已校准。待测测金属金属丝丝接入接入电电路部分的路部分的长长度度约
21、约为为50 cm。(1)用螺旋用螺旋测测微器微器测测量金属量金属丝丝的直径,其中某一次的直径,其中某一次测测量量结结果如果如图实图实79所示,其所示,其读读数数应为应为_mm(该值该值接近多接近多次次测测量的平均量的平均值值)。图实图实79 (2)用伏安法用伏安法测测金属金属丝丝的的电电阻阻Rx。实验实验所用器材所用器材为为:电电池池组组(电动势电动势3 V,内阻,内阻约约1)、电电流表流表(内阻内阻约约0.1)、电压电压表表(内阻内阻约约3 k)、滑、滑动变动变阻器阻器R(020,额额定定电电流流2 A)、开关、开关、导线导线若干。某小若干。某小组组同学利用以上器材正确同学利用以上器材正确连
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- 实验 目的 掌握 电流表 电压表 滑动 变阻器
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