《电学实验背记内容》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电学实验背记内容（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、附：电学实验背记内容一、螺旋测微器的构造原理及读数1螺旋测微器的构造：如图1所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上旋钮D、微调旋钮D和可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上图12螺旋测微器的原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺3读数：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值(毫米)固定刻度
2、数(毫米)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(毫米)二、游标卡尺1构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉(如图2所示)图22用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径3原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：游标尺精度(mm)测量长度LNk(mm)(游标尺上第k格与主尺上的刻度线对齐时)总刻度格数n刻度总长度(mm)每小格与主尺1
3、格(1 mm)相差1090.10.1N(主尺上读的整毫米数)k20190.050.05N(主尺上读的整毫米数)k50490.020.02N(主尺上读的整毫米数)k三、伏安法测电阻1电流表、电压表的应用电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxIV电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx口诀大内偏大(大电阻用内接法测量，测量值偏大)小外偏小(小电阻用外接法测量，测量值偏小)2伏安法测电阻的电路选择(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采
4、用电流表内接法(2)临界值计算法Rx时，用电流表内接法(3)实验试探法：按图3接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数图3有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法四、滑动变阻器的限流接法和分压接法1两种接法比较 方式内容限流式接法分压式接法对比说明两种接法电路图串、并联关系不同负载R上电压调节范围UE0UE分压电路调节范围大负载R上电流调节范围I0I分压电路调节范围大闭合S前触头位置b端a端都是为了保护电路元件由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法中，电压和电流的调节范围
5、大，限流式接法较节能 (2)两种接法的适用条件限流式接法适合测量阻值小的电阻(跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的总电阻要大)如果R很小，限流式接法中滑动变阻器分得电压较大，调节范围也比较大R很大时，分压式接法中R几乎不影响电压的分配，滑片移动时，电压变化接近线性关系，便于调节a若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，则必须选用分压式接法b若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路
6、中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化不明显，此时，应改用分压电路c若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式接法d两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低1.下列三种情况必须选用分压式接法（1）要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法.（2）当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0时，必须采用分压接法.因为按图（b）连接时，因RLR0Rap,所以RL与Rap的并联值R并Rap，而整个电路的总阻值约为R0，那么RL两端电
7、压UL=IR并=Rap，显然ULRap,且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.（3）若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.2.下列情况可选用限流式接法（1）测量时对电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0相差不大或RL略小于R0，采用限流式接法.（2）电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.（3）没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素优先采用限流式接法.五、电阻测量的方法归类在高中电学实验
8、中，涉及最多的问题就是电阻的测量，电阻的测量方法也比较多，最常用的有：（1）欧姆表测量：图10-13（2）替代法：如图10-13所示。先把双刀双掷开关S2扳到1，闭合S1，调整滑动变阻器，使电流表指针指到某一位置，记下此时的示数I（最好为一整数）。再把开关S2扳到2，调整电阻箱R0，使得电流表指针仍指到示数I。读出此时电阻箱的阻值r，则未知电阻Rx的阻值等于r。（3）伏安法： （4）比例法：图10-14例如，测电流表和电压表的内阻，如果有可以作为标准的已知电阻的电表，都可以使用比例法。采用比例法测电阻的依据是：串联电路电压与电阻成正比，并联电路电流与电阻成反比。电压表可显示电阻两端的电压值，电
9、流表可显示电阻中通过的电流，所以测电流表内阻应把两电流表并联，测电压表内阻应把两电压表串联，电路图分别如图10-14（甲）、（乙）所示。（5）半值法（半偏法）。图10-15半值法是上面比例法的一个特例，测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半值法，电路图如图10-15所示。甲图实验时先断开开关S，闭合S，调整滑动变阻器R01（限流法连接），使电流表A满度（即指针指满刻度处）；再闭合S，调整电阻箱R1，使电流表A的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值R，则电流表A的电阻rA=R。（测量结果偏小）乙图实验时先闭合开关S及S，调整滑动变阻器R02（分压法连接），使电压表V满度；再断开S，调整电阻箱
10、R2，使电压表V的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值R，则电压表V的电阻rV=R。（测量结果偏大）六、测量金属的电阻率【实验原理】由R得，因此，只要测出金属丝的长度l，横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率.(1)把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R )电路原理图如图所示(2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积S.(3)将测量的数据代入公式求金属丝的电阻率【实验器材】毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围050 )、电池组、开关、被测金属丝、导线若干【实验步骤】1直径测定：用螺旋测微器在被测金
11、属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S.2电路连接：连接好用伏安法测电阻的实验电路3长度测量：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求其平均值l.4U、I测量：把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，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，填入记录表格内，断开开关S，求出金属导线电阻R的平均值5拆除电路，整理好实验器材【数据处理】1在求R的平均值时可用两种方法(1)用R分别算出各次的数值，再取平均值(2)用UI图线的斜率求出 2计算电阻率：将记录
12、的数据R、l、d的值代入电阻率计算式R.【误差分析】1金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等也会带来偶然误差4由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差七、描绘小电珠的伏安特性曲线【实验原理】1用电流表测出流过小电珠的电流，用电压表测出小电珠两端的电压，测出多组(U，I)值，在UI坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来2电流表外接：因为小电珠的电阻很小，如果电流表内接，误差明显较大；滑动变阻器
13、采用分压式接法，使电压能从零开始连续变化【实验器材】小电珠(3.8 V,0.3 A)或(2.5 V,0.6 A)一个、电压表(03 V15 V)与电流表(00.6 A3 A)各一个、滑动变阻器(最大阻值20 )一个、学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔【实验步骤】1确定电流表、电压表的量程，采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，按图的原理图连接好实验电路2把滑动变阻器的滑片调节到图中最左端，接线经检查无误后闭合开关S.3移动滑动变阻器滑片位置，测出多组不同的电压值U和电流值I，并将测量数据填入表格中，断开开关S.U(V)00.20.40.60.81.01.2I(
14、A)U(V)1.62.02.42.83.23.63.8I(A)4拆除电路，整理仪器【数据处理】1在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立直角坐标系2在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)3将描出的点用平滑的曲线连结起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线【误差分析】1由于电压表、电流表不是理想电表，电表内阻对电路的影响会带来误差2电流表、电压表的读数带来误差，要严格按照读数规则读数3在坐标纸上描点、作图带来操作误差【注意事项】1电路的连接方式（1)电流表应采用外接法，因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小，与00.6 A的电流表串联时，电流表的分压影响很大(2)滑动变阻器应采用分压式接法，目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.2闭合开关S前，滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端，使开关闭合时小电珠的电压从零开始变化，同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝3IU图线在U01.0 V左右将发生明显弯曲，故在U01.0 V左右描点要密，以防出现较大误差4电流表选择0.6
