实验目的:
用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率;练习使用螺旋测微器。
实验原理:
根据电阻定律公式R=
,只要测量出金属导线的长度l和它的直径d,计算出导线的横截面积S,并用伏安法测出金属导线的电阻R,即可计算出金属导线的电阻率。
实验器材:
被测金属导线,直流电源(4V),电流表(0-0.6A),电压表(0-3V),滑动变阻器(50Ω),电键,导线若干,螺旋测微器,米尺。
实验步骤:
1、用螺旋测微器在被测金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、按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。
3、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,求出其平均值l。
4、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,闭合电键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,断开电键S,求出导线电阻R的平均值。
5、将测得的R、l、d值,代入电阻率计算公式
中,计算出金属导线的电阻率。
6、拆去实验线路,整理好实验器材。
注意事项:
1、测量被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,亦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。
2、本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路必须采用电流表外接法。
3、实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
4、闭合电键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。
5、在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I的值不宜过大(电流表用0~0.6A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
测定玻璃的折射率:
实验目的:
测定玻璃的折射率。
实验原理:
如图所示,当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B,从而求出折射光线OO'和折射角r,再根据
算出玻璃的折射率。
实验器材:
一块两面平行的玻璃砖,白纸,木板,大头针(4枚),量角器(或圆规、三角板),刻度尺
实验步骤:
1、把白纸铺在木板上。
2、在白纸上画一直线aa'作为界面,过aa'上的一点O画出界面的法线NN',并画一条线段AO作为入射光线。
3、把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa'重合,再用直尺画出玻璃的另一边bb'。
4、在线段AO上竖直地插上两枚大头针P
1、P
2。
5、从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P
1、P
2的像,调整视线方向直到P
1的像被P
2的像挡住。再在bb'一侧插上大头针P
3、P
4,使P
3能挡住P
1、P
2的像,P
4能挡住P
1、P
2的像及P
3本身。
6、移去玻璃砖,在拔掉P
1、P
2、P
3、P
4的同时分别记下它们的位置,过P
3、P
4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角,∠O'ON'为折射角。
7、用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值,并把这些数据填入记录表格里。
8、用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记录在表格里。
9、算出不同入射角时
的值,比较一下,看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的
的平均值,这就是这块玻璃的折射率。
注意事项:
1、轻拿轻放玻璃砖,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当直尺用。
2、实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置不可移动。
3、插针P
1与P
2、P
3与P
4的间距要适当地大些,以减小确定光路方向时出现的误差。
4.实验时入射角不能太小(接近零度),否则会使测量误差加大;也不能太大(接近90°),否则会不易观察到P
1、P
2的像。
5、本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖,如采用三棱镜,半圆形玻璃砖等,只是出射光和入射光不平行,但一样能测出折射率。