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1、一、螺旋测微器 1.构造 如图8-5-1所示是常用的螺旋测微器，它的测砧A和固 定刻度G固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K和可动 刻度H，测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在G上.2.原理 精密螺纹的螺距是0.5mm，即K每旋转一周，P前进或 后退0.5mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示 0.01mm，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退 0.01mm.因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道 长度变化了多少个0.01mm.用它测量长度，可以精确 到 mm，还可以估读到0.001mm(即毫米的千分 位)，因此螺旋测微器又称为千分尺.0.013.读数方法 先从固定刻度G上读出半毫米整数倍的部
2、分，不足半 毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第 几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出 可动刻度示数(注意估读).即有：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数精确度.( 注意单位为mm) 如图8-5-2所示，不足半毫米而从可动刻度上读的示 数为15.5格，最后的读数为： 2.0mm+15.50.01mm=2.155mm. 4.注意事项 (1)测量前须校对零点：先使小砧A与测微螺杆P并拢 ，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是 否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度 线是否重合，否则应加以修正.(2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特 别注意半毫米刻度线是否露出
3、.螺旋测微器要估读， 以毫米为单位时要保留到小数点后第三位. (3)测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使 用粗调旋钮K，改用微调旋钮K，当听到“咔、咔” 响声时，停止转动微调旋钮K，并拧紧固定旋钮.这 样做既可保护仪器，又能保证测量结果的准确性.1.实验目的 (1)学会使用各种常用电学仪器，会正确读数. (2)学会使用螺旋测微器并掌握正确读数方法. (3)学会用伏安法测量电阻的阻值，测定出金属的电 阻率. (4)学会选择滑动变阻器的连接方式(分压、限流).2.实验原理用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度L，用螺旋测微器测导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R，由 ，得3.实验器材 待测金属
4、丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表 、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干.4.实验步骤 (1)用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一 次，取直径d的平均值. (2)将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫 米刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度 )，反复测量三次，求出平均值L.(3)选择恰当的器材，依照图中所示的电路图 用导线把器材连好，并把滑动变阻器的阻值调至最 大.(4)电路经检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻 器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表 的示数I和U的值，记入记录表格内，断开开关S， 求出电阻R的平均值.(5)将测得R、L、d的值，代入电阻率计算公式 中，
5、计算出金属丝的电阻率.(6)整理好实验器材，实验结束.5.注意事项 (1)本实验中待测金属导线的电阻值较小，为了减小实 验的系统误差，必须采用电流表外接法； (2)测量待测金属导线的有效长度，是指测量待测导线 接入电路的两个端点之间的长度，即电压表两并入点 间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直；(3)闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处 在有效电阻值最大的位置； (4)在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流的值不 宜过大(电流表用00.6A量程)，通电时间不宜过长， 以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程 中增大.6.测量电路的选择(1)测量电路电流表“内接法”与“外接法”
6、比较电 流 表原理图测量值与真 实值关系测量结果内 接 法U测=UA+Ux真 Ux真 I测=Ix真外 接 法U测=Ux真 I测=IV+Ix真 Ix真7.供电电路的选择(1)限流式和分压式的比较(假设内阻r=0)两种接法电电 路图图滑动电动电 阻 使用特点负载负载 Rx上 电压调节电压调节 范围围负载负载 Rx上 电电流调节调节 范 围围限 流 式只使用aP 段.Pb段无 电电流通过过分 压压 式aP段和Pb 段均有电电 流通过过0UxE(2)限流式和分压式的选择 如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情 况下必须采用分压接法： a.用电器的电压或电流要求从零开始连续可调. b.要求用电器的电
7、压或电流变化范围大，但滑动变 阻器的阻值小. c.采用限流接法时限制不住电表超量程，用电器超 额定值. 若Rx比R0小得多，则选择限流；若Rx与R0接近，则 分压、限流都可以；若Rx比R0大得多，则选择分压.电路限流电路，安培表内接法RXAV 限流电路，安培表外接法 RXAV分压电路，安培表内接法分压电路，安培表外接法 RXAVRXVA主题(1)螺旋测微器的读数1.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测 微器测量金属丝直径时的刻度位置如图8-3-1所示， 用米尺测量金属丝的长度l=0.810m.金属丝的电阻大 约为4，先用伏安法测出金属丝的电阻为Rx=4.1 ，从图中读出金属丝的直径为 mm
8、，然 后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率为 m. 0.1)10-6(0.5200.002)(1.1解析：金属丝的直径根据图中可读出 (0.5200.002)mm 根据电阻定律 ，可得=(1.10.1)10-6m螺旋测微器的使用螺旋测微器是高考中常见的一种测量仪器.螺旋测微器 的读数是由固定刻度的读数(大于0.5mm部分)+可动刻 度的读数(小于0.5mm部分)，读数要有估算值.2.有一个电阻Rx，其阻值大约是25k，可供选择的 器材是： 电流表A1(0100A，2k) 电流表A2(0500A，300) 电压表V1(010V，100k) 电压表V2(050V，500k) 直流稳压电源E(15
9、V，1A) 滑动变阻器R(1k，1W) 电键K和若干根导线. 为了测出Rx的电阻，试选择适当的器材，选取适当 的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图.主题(2)实验器材和测量电路的选择解析：(1)若滑动变阻器用限流接法，电路中的最小电流为 ，超过两表的量程，因此滑动变阻器必须用分压式接法.若电压表选V2(50V)，则电源电压15V不足其量程的13，所以电压表应选V1(10V).由于用分压式接法时，电阻Rx中的最大电流为 ，所以电流表选A2(500A).(2)安培表内接法和外接法 的选择：因为 Rx=25kRA=300，所以 采用安培表内接法.归纳：仪器选择一般考虑三方面的因素：(1)安全因素
10、：如通过电源、电阻、电流表、电压表的电流不超过 允许的额定电流；(2)误差因素：如选用电表量程应考 虑尽量减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使 用时，要用尽可能使指针接近满刻度的量程，其指针 应偏转到满刻度的23左右，即在量程符合要求的情 况下选择量程小的，则偏角变大；(3)便于操作：如选 用滑动变阻器应考虑对外供电电压的变化范围既能满 足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到 大部分电阻线.2.在用伏安法测定金属丝的电阻时，除待测电阻丝外， 还有如下供选择的实验器材： A.直流电源：电动势约4.5V，内阻很小； B.电流表A1：量程00.6A，内阻0.125； C.电流表A2：量程
11、03.0A，内阻0.025； D.电压表V：量程04V，内阻3k； E.滑动变阻器R1：最大阻值10； F.滑动变阻器R2：最大阻值50； G.开关、导线等. (1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ，应该选用的滑动变阻器是 . (2)根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验 电路图.R1A18.测电阻的新方法：1.安安法测电阻 A2A1A2A1Rx 电流表的创新使用测电压条件：已知电流表A2的内阻,将A2看成一个电压表使用没有系 统误差根据并联分流进行测量没有系 统误差V1v2Rx V2 v1 2 2“ “伏伏法伏伏法” ”电压表的创新使用测电流条件：已知电压表V2的内阻,将V2看成
12、一个电流表使用没有系 统误差存在系 统误差Rx V2 v1 R0 V2 v1 能否消除？根据串联分压进行测量没有系 统误差没有系 统误差3.替代法测量电阻实验时先连入某待测电阻，记下电路中电表的 读数，然后把待测电阻换成电阻箱，调整电阻箱， 使电路中电表的读数与原来一样，这样的电阻箱便 是待测电阻的阻值1.原理2.电路 R0RXAS1S2 +R0VS1RXS2P+用电阻箱和电流表测量用电阻箱和电压表测量主题(3)利用伏安法测电表的内阻 3.实验室中现有器材如实物图8-3-2所示，有： 电池的电动势约10V，内阻约1； 电流表A1，量程10A，内阻r1约为0.2； 电流表A2，量程300mA，内
13、阻r2约为5； 电流表A3，量程250mA，内阻r3约为5； 电阻箱R1，最大阻值999.9，阻值最小改变量为0.1 ； 滑动变阻器R2，最大阻值100；开关S，导线若干. 要求用图8-3-3所示的电路测定图中电流表A的内阻.(1)在所给的三个电流表中，可用哪几个精确测 出其内阻？(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象， 在实物图上连成测量电路.(3)你要读出的物理量是？解析：(1)由电路图可知待测电流表A与电阻箱并联 后与接在主干电路上的电流表A连成一个闭合回 路.设流过电流表A的电流为I，流过电阻箱R1的电流 为I1，流过电流表A的电流为I，根据电流分配 关系，得I=I+I1 对于电流
14、表A和电阻箱R1并联支路，设电阻箱此 时电阻值为Rx，有IrA=I1Rx 解得 式说明待测电流表A的内阻rA的测量精度取决于I 、II和Rx的精度，显然，如果用题给电路测电 流表A1的内阻，充当A的电表只能是A2、A3了，而 A2、A3的量程分别为300mA和250mA，当A2、A3满偏时 ，干路电流最大分别为300mA和250mA，而电路中流 过A1表的电流比300mA或250mA还小，由此可知电流 表A1的指针偏转角度很小，达不到题目要求，故(1) 的答案为A2、A3.(2)若测r3，实物图如下图，由式可得r3= .亦可将A2与A3的位置互换.(3)A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1的阻值 Rx.这是一道高考实验题，它既是测定性实验，也是电学基本仪器使用的实验，它既考查了电流表、电阻箱、滑动变阻器的使用规则及实物连线方式，又考查了电流表读数准确时指针偏转的范围应在刻度盘的 区间里，同时还要求考生用题给电路精确测量出电流表的内阻.
