人教版高中物理选修3-1第12讲：电学实验二（教师版）——劲松齐梅云.docVIP

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电学实验二

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1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。

2．掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。

3．学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。

4.掌握练习使用多用电表的方法。

实验金属丝的电阻率：

一、实验目的(是什么)

1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。

2．掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法。

3．学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率。

二、实验原理(是什么)

由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)，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ρ。

1．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝eq\f(U,I))。电路原理如图实－5－1所示。

图实－5－1

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ρ＝eq\f(RS,l)求金属丝的电阻率。

三、实验器材(有哪些)

被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。

四、螺旋测微器、游标卡尺的使用(怎么用)

1．螺旋测微器的构造原理及读数

(1)螺旋测微器的构造

如图实－5－2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。

图实－5－2

(2)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0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，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0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm。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毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。

测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)

如图实－5－3所示，固定刻度示数为2.0mm，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。

图实－5－3

2．游标卡尺(如图实－5－4)

(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。

图实－5－4

(2)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1mm。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，见下表：

刻度格数(分度)

刻度总长度

每小格与1mm的差值

精确度(可准确到)

10

9mm

0.1mm

0.1mm

20

19mm

0.05mm

0.05mm

50

49mm

0.02mm

0.02mm

(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm。

五、伏安法测电阻(怎么测)

1．电流表的内接法和外接法的比较

内接法

外接法

电路图

误差原因

电流表分压

U测＝Ux＋UA

电压表分流

I测＝Ix＋IV

电阻测量值

R测＝eq\f(U测,I测)

＝Rx＋RARx

测量值大

于真实值

R测＝eq\f(U测,I测)

＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)Rx

测量值小于真实值

适用条件

RA?Rx

RV?Rx

适用于测量

大阻值电阻

小阻值电阻

2．两种电路的选择

(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，宜采用电流表内接法。简单概括为“大内偏大，小外偏小”。

(2)临界值计算法：

Rxeq\r(RVRA)时，用电流表外接法；

Rxeq\r(RVRA)时，用电流表内接法。

(3)实验试探法：按图实－5－5所示接好电路，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。

图实－5－5