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1、WORD中学物理实验报告基本仪器的认识和使用学 院 数理信息工程学院 班 级 姓 名 学 号 时 间 2011-3-14 一、 实验目的：1、 熟悉仪器的使用，熟练基本仪器的操作2、 参与实验过程，获得实验体会3、 明确原理，掌握要领4、 探讨物理教学方法，提高教学技能二、 基本仪器的名称以与用途：实验仪器所测物理量刻度尺游标卡尺螺旋测微器长度，其中游标卡尺不需要估读。秒表打点计时器电火花计时器时间天平电子秤弹簧秤质量电流表电压表多用电表电学量滑动变阻器电阻箱调节仪器改变接入电路的电阻值弹簧秤力附仪器图片如下：三、测量的物理量以与的一般方法： 1、长度的测量： 仪器 ：游标卡尺、螺旋测微器、米
2、尺游标卡尺刻度原理：游标卡尺的精度是以游标上的分度相对于主尺上最小分度的大小来确定的如图。1）精度是0.1mm的游标卡尺(常称为10分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于9mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.1mm。则游标刻度总长度为（11/10）10=9mm；2）精度是0.05mm的游标卡尺(常称为20分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上20个等分刻度的总长度等于19mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（11/20）20=19mm；3）精度是0.02mm的游标卡尺(常称为50分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分
3、刻度的总长度等于49mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（11/50）50=49mm。三种游标尺比较游标尺(mm)精度(mm)测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的刻度线对正时)(mm)刻度格数刻度总长度每小格与1mm差1090.10.1主尺上读的毫米数 + 0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数 + 0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数 + 0.02n螺旋测微器 1）、刻度原理： 螺旋测微器又叫千分尺如下图，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器。用它测量长度可以准确到0.01mm。螺旋测微器的螺距等于0.5mm，每转一周长，螺杆前进或
4、后退0.5mm。把周长分为50等份，每一小格表示0.01mm。 2）、读数方法测量时被测物长度的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出。读数时，要注意固定刻度上表示半毫米刻度线是否已经露出。 用米尺测量长度 以米制标示分度的尺子叫米尺如下图。米尺的分度值为1毫米，量程不等。常用的有木直尺、钢板尺和钢卷尺。米尺也常用作仪器的附属标尺。在用米尺测量时，可以精确到毫米量级，读数到十分之一毫米。如：L1 =15.37厘米，L2=7.85厘米，最后的一位7和5是估读的。(3)游标尺的正确使用与注意事项 游标卡尺如图所示，用它可以测量物体的长度和、外直径。测长度或外径时，将物体卡在外卡脚之间，测
5、径时，使用卡脚。不测量时，应将卡脚闭合，游标的零线这时与主尺零线是对齐的。螺旋测微器的正确使用与注意事项 螺旋测微器的使用方法很简单，只要将被测物夹在测杆 和砧台 之间，拧动尾端的棘轮装置 ，使测杆移动，当测杆与被测物接触后压力达到某一数值时，棘轮将滑动而发生咔、咔的响声，活动套筒不再转动，测杆也停止前进，这时就可以读数了。 测量前，可先校对螺旋测微器的零位。校对时应使两测量面接触，若零位不准可使用专用板手，插入固定套管小孔，板转固定套管，使其纵刻线与微分筒上零线对准。（也可不进行调整而在读数时进行零点修正）使用时不能直接手持活动套筒去卡被测物体，特别当测杆和砧台快要夹紧被测物时，避免被测物受
6、到压力过大而发生明显形变。否则会加快螺纹的变形和磨损，降低仪器的准确度。螺旋测微器的测量轴的中心线要与被测物的被测长度方向相一致，不要歪斜。要注意防止读错整圈数。在固定套筒上表示整圈数的刻线有上下交错的两排，每排相邻的两条刻线之间相差两圈，上、下两排间的两条刻线之间是一圈。如上例中n 应为9，常有人会错误地读成8。调节测杆时要慢慢转动微分筒和棘轮装置，不要握住微分筒挥动或摇动尺架，以免精密的测微螺杆变形。一般不能进行动态测量。（在某些场合，待测物体运动得较慢，测量者的测试技术不仅熟练而且动作迅速敏捷、从事快速测量有足够丰富的经验，那么用螺旋测微器作动态测量也是可以的。）2、测量质量仪器名称：天
7、平原理用托盘天平称质量：天平有两个重要技术指标：称量表示最大测量值；感量为指针从平衡位置偏转到标尺 1 分度所需的最大质量。感量与灵敏度成反比，感量越小，灵敏度越高。托盘天平灵敏度较低，有称量1000.0g，感量1g；称量500.00g，感量0.5g；称量200.00g，感量0.2g等规格。托盘天平的结构如图。 配用：五等砝码，标称质量为50mg-500g，允许误差为5mg-120mg。测量方法1.放：把天平放在水平台上（整个使用过程中不能移动位置）。2.调：把游码拨至标尺左端零刻线处，然后调节平衡螺母使指针指到分度盘的中线。3.称：左盘放待测物体，在右盘增减砝码并利用游码使指针再次指到分度盘
8、的中线。此时砝码总质量加上游码在标尺上所对刻度值即为被测物体的质量。操作时的注意事项：为防止天平生锈或腐蚀，应注意：不将潮湿物品或化学药品直接放在天平盘里；不要用手摸天平。取放砝码或移动砝码要有镊子，称量完毕后砝码要直接放回砝码盒中原来位置，把游码移回到标尺零刻度处。每架天平都有一定的称量围，加在天平上的物体质量不得超过它的称量围。3、时间的测量：1）用机械停表测量时间停表（秒表）是测量时间的常用仪表。机械停表表盘上有长的秒针和短的分针如图，秒针转一圈的时间通常有 30 秒和 60 秒两种。常用的停表最小分度值也有两种，一种是 0.2 秒，另一种是 0.1 秒。停表上端的按钮是用来旋紧发条和控
9、制表针转动的。停表使用方法： 用手握紧停表，大拇指按在按钮上，按停表分三步：第一次按下时，表针开始转动（启动），第二次按，表针停止转动（停止），第三次按下，表针弹回零点（回表）。使用停表的注意事项：(1)使用前先上紧发条，但不宜过紧，以免损坏发条；(2)按表不要用力过猛，以免损坏机件；通常按钮先向下按到秒表即将产生动作的位置，当需要产生动作时立即再下按，以提高计时的准确性。(3)回表后，如秒针不指零，应记下其数值（零点读数，指针过零点其值为正，指针不到零点其值为负），实验后从测量值中将其减去。(4)要注意防止摔碰停表，不使用时应将其放回盒。并让其继续走动，以放松发条。有的停表在按左侧有一个弧形
10、的制动装置，把这个装置往上推，表针就停止，再往下推，表针又继续走动。这样可以直接测出几次时间的累加数值。用停表计时，误差主要来源有三个：(1)秒针的初时刻不在0.0秒的位置。(2)操作时，手按按钮有超前和滞后情况。(3)当被测对象为运动物体时，判断位置时有误差。比如测量单摆的周期，对平衡点的位置判断有误。测量时对第1种情况，只要在读数时减去初读数即可，而对第2、3种情况应特别注意，需通过反复训练、多次测量才能有效地减小这种偶然误差。2）用电磁打点计时器测量时间 电磁打点记时器。它是由底座、通电线圈、振动片、振针、永久磁铁、垫板与限位孔等组成。测量时还需附有夹具、17.5mm电报纸带和复写纸等。
11、 电磁打点计时器振动打点的形式有两种。如 J0203 型电磁打点计时器的振动片与振针，是在交变磁场和永磁场的共同作用下振动打点的；而 J0203-1 型电磁打点计时器，则是在脉动直流电的磁场作用下振动打点的。当电源频率为50赫时，电磁打点计时器的计时精度为0.020秒。 测量方法：(1)安装调整 将纸带的一端固定在运动物体（实验小车、重锤）上，另一端通过电磁打点计时器导带槽，从振针下面的复写纸下面穿过。复写纸呈圆形，复印面向下，在纸带移动时，上面的复写纸能随之转动。接通电源，（J0203 型用交流 46V50Hz，J02031 型，用交流220V50Hx）。调整振动片的紧固螺丝，使振动片稳定地
12、振动，再调节振针，以刚好能在纸带上打出点为好，尽量减少打点针与纸带的接触时间，以减小运动物体因打点而受到的阻力。(2)打点让打点计时器开始稳定地打点后，释放运动物体，纸带上就可得到一连串的小点。(3)测定时间打点计时器打点频率f=50赫，即每隔0.020秒打一个点。因此，纸带上任意相邻的两点（除第一、二点以外）间所表示的时间间隔就是打点计时器的打点周期T ，T =1/f=0.020秒。如果纸带上任意两个点之间有n个打点周期，则这两点间的时间t=nT 。注意事项：(1)用电磁打点计时器测量时间时，整条纸带与打点计时器的导槽一定要尽量放平。(2)由于打点计时器没有同步装置，纸带上第一点与第二点间所
13、表示的时间间隔不一定是一个打点周期，在处理纸带时，一般都避开用第一点。4、电学量的测量：测量电学量的一般方法1）用灵敏电流计检测微弱电流、微小电位差的大小和方向灵敏电流计的一般技术数据测量量限 300A，表头灵敏度（满刻度电流值）300A，部电阻 约9.5，动圈阻 9210。灵敏电流计的结构：以电表厂JDB2XA型为例，表头为磁电式。外形如图。指针在标尺中部指零。两接线柱分别标有“+”，“”符号。表设有附加测量路，调零旋钮在读数窗下面（可用小旋凿调节）。该电表是一种低阻检流计。测量方法：调零 将表座放平，观察指针是否对准零位。若有偏差，可用小旋凿旋动调零，把指针调至位。检测微弱电流大小和方向
14、把检流计串联在被测电路中，以指针是否偏转来判电路中有无电流通过。若指针向右摆动，说明电流方向从接线柱正端到负端；若指针左摆，则电流方向是从接线柱负端到正端。电流大小由刻度读出。检测微小电位差的大小和方向 把检流计并联在被测电路的两端，电压方向判与电流方向判断方法一样，电压读数应将电流读数乘上电表阻值，即Ug Ig rg。使用注意事项：检流计使用时，指针偏转不能超过满刻度。若超过满刻度，应立即切断电源，以防撞坏指针或烧坏动圈。搬运时需将接线柱短路，使电磁阻尼加强，以免因摆动过大而碰坏指针。灵敏电流计动圈的简易过载保护：用两只2CZ54二极管反向并联后，并联到动圈的两个引线端上，见下图。因为常用灵
15、敏电流计的满刻度电压Ug Ig rg 均不超过 30mV，而在此电压下，正向偏置的二极管2CZ54处于截止状态，两管的分流作用可忽略不计。当表头超载时，正向偏置的二极管即处于饱和导通状态，电流绝大部分由二极管分流。所以表头短时间超载时，表头动圈一般不会烧毁。2）用直流安培表测量直流电流 学生常用的直流安培表为，0-0.6A，0-3A双量限，2.5级。以电表厂的JDB XA4型为例，表头灵敏度为3mA，动圈阻为8。结构：JDB XA 外型如图。指针在标尺左边置零。标尺有上下两种刻度，分别为40-3A 和 0-0.6A。调零器在读数窗口正下方，接线柱分别标有“”，“0.6”、“3”标记，其中“”接线柱为公
