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高中二年级物理

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    2010年暑假期间,某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率的实验方案,可提供的器材有:
    A、电流表G,内阻,满偏电流
    B、电流表A,内阻约为0.2,量程为0~0.6A
    C、螺旋测微器
    D、电阻箱
    E、滑动变阻器、干电池组(3V,0.05)
    G、一个开关和导线若干
    他进行了以下操作:
    (1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用________挡(填“×1”或“×100”),换挡后,在再次测量前先要_______,进行一系列正确操作后,指针静止时如图1所示,则电阻丝的阻值约为_________。

    (2)用螺旋测微器测电阻丝的直径,其示数部分如图2所示,则该次测量测得直径=____mm。

    (3)改装电压表、电流表G与电阻箱串联使用,最大测量电压为3V,则电阻箱的阻值应调为=___________
    (4)设计实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将图3中电路图补画完整。

    (5)实验数据的测量与电阻率的计算,如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为,电流表A的示数为,请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式___________________________。
    本题信息:2011年0122同步题物理实验题难度较难 来源:宗萍
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本试题 “2010年暑假期间,某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率的实验方案,可提供的器材有:A、电流表G,内阻,满偏电流B...” 主要考查您对

螺旋测微器

表头的改装

实验:测定金属的电阻率

实验:练习使用多用电表

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 螺旋测微器
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固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度,所以在最小刻度后应再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值。如图中的读数应该是6.702mm。

知识点拨:

使用螺旋测微器应注意以下几点:

(1)测量时,在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮,而改用微调旋钮,避免产生过大的压力,既可使测量结果精确,又能保护螺旋测微器。

(2)在读数时,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。

(3)读数时,千分位有一位估读数字,不能随便扔掉,即使固定刻度上的水平刻线正好与可动刻度的某一刻度线对齐,千分位上也应读取为“0”.如下图所示。


表头:

表头就是指小量程的电流表,一般用G表示。
(1)从电路角度看,表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律。表头和一般电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从表盘上读出来的。
(2)三个参数
满偏电流是指:指针指在满刻度时的电流。
满偏电压是指:电流指满刻度时,加在它两端的电压。
表头内阻是指:表头内线圈的阻值。三个参数之间的关系满足欧姆定律:
电表的改装:





知识拓展:

1.电表改装后的校正改装后的电压表若示数总是小于标准电压表的示数,说明同样总电压下流过表头的电流偏小,串联的分压电阻偏大;或从分压角度来说,同样总电压下分压电阻分得的电压过大,串联的分压电阻阻值偏大,需换用一个较小阻值的电阻或与原分压电阻并联一个适当阻值的电阻。若改装电压表的示数总是大于标准电压表的示数时,情况则相反。改装后的电流表若示数总是小于标准电流表的示数时,说明同样总电流下流过表头的电流偏小,分流电阻分得的电流过大,分流电阻的阻值偏小,应再与分流电阻串联一适当阻值的电阻或直接换用一阻值较大的适当电阻。若改装电流表示数偏大时,情况则相反.
2.电压表与静电计
(1)电压表是用灵敏电流计G串联电阻改装而成的,指针的偏转是由于通电线圈在磁场中受到安培力的作用。因此电压表要有示数,必须有电流通过灵敏电流计G。静电计与验电器类似,由于指针与固定指针的金属杆上电荷间的静电斥力作用使指针偏转,从而测量静电电压。稳定时静电计所在支路中无电流.
(2)电压表用来测量电路两端的电压,静电计一般用在静电场中。若用电压表测量孤立的电容器两端的电压,相当于用一个电阻很大的导体把电容器的两极板连接起来,就会使电容器放电,所以用电压表无法测量。从原理上说,可以用静电计测量直流电路的电压,但是一般直流电路的电压很小,静电计的指针几乎不偏转,所以一般的直流电压不用静电计测量。
(3)在直流电路中,静电计所在支路相当于断路状态,与其串联的任何导体两端电压为零,而电压表相当于一个导体。

非理想电表的处理方法:

在测电流、电压时理想电表对电路的影响是不需考虑的,但实际的电压表内阻不是无限大,实际的电流表内阻也不是零,接入电路中必对原电路产生一定的影响。电压表测电压是根据并联电路中电压相等而得到被测导体两端电压的,电流表测电流是根据串联电路中电流相等而得到通过被测导体电流的。实际上电表的读数是其自身两端的电压或通过其自身的电流。因此对于实际的电表可以看成是能显示自身两端电压或通过自身电流的特殊导体——“会说话”的导体。


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。
练习用多用电表(万用表)测电阻:

实验目的:

练习使用多用电表测电阻。
实验原理:
多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满度电流约几十到几百mA,转换开关和测量线路相配合,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图所示,当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有
   
    Ig== (1)
    当电笔间接入待测电阻Rx时,有
    Ix= (2)
    联立(1)、(2)式解得 
    = (3)
    由(3)式知当Rx=R时,Ix=Ig,指针指在表盘刻度中心,故称R为欧姆表的中值电阻,由(2)式或(3)式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I,如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接读出它的阻值。
    由于电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处。
实验器材:
多用电表,标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个,小螺丝刀。
实验步骤:
1、机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。
2、选挡:选择开关置于欧姆表“×1”挡。
3、短接调零:在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处,若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池。
4、测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻值并与标定值比较,随即断开表笔。
5、换一个待测电阻,重复以上2、3、4过程,选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定,可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。
6、多用电表用完后,将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡,拔出表笔。
注意事项:
1、多用电表在使用前,应先观察指针是否指在电流表的零刻度,若有偏差,应进行机械调零。
2、测量时手不要接触表笔的金属部分。
3、合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度附近(可参考指针偏转在~5R的范围)。若指针偏角太大,应改换低挡位;若指针偏角太小,应改换高挡位。每次换挡后均要重新短接调零,读数时应将指针示数乘以挡位倍率。
4、测量完毕后应拔出表笔,选择开头置OFF挡或交流电压最高挡,电表长期不用时应取出电池,以防电池漏电。 
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