一、基本仪器的使用
螺旋测微器
①构造:如图所示,B为固定刻度,E为可动刻度.
②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:
a.测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出.
b.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).
(2)量长度:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量3次,并记录.
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)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图所示)
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.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的,其规格见下表:
刻度格数(分度) | 刻度总长度 | 1mm与每小格的差值 | 精确度(可精确到) |
10 | 9mm | 0.1mm | 0.1mm |
20 | 19mm | 0.05mm | 0.05mm |
50 | 49mm | 0.02mm | 0.02mm |
(4)读数;若用x表示从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度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度) mm.
二、电流表和电压表
三、实验要点
四、两种测量电路
五、两种控制电路
(1) 滑动变阻器的限流限流和分压接法 查看例题
(2) 如何选取
①要求回路中的某部分电路的电压从0开始连续变化,必须用分压接法。
②若采用限流接法,题目中提供的实验仪器、电表的量程或电阻的最大允许电流不够,则选择分压接法。
③滑动变阻器的电阻远小于被测电阻或者电路中串联其他电阻时,必须选用分压法。
1.欧姆表内部构造和原理
(1)欧姆表内部电路简化如图.
(2)多用电表测电阻阻值的原理:闭合电路欧姆定律.
①红、黑表笔短接,进行欧姆调零时,指针满偏,有$I_g=\dfrac{E}{R_g+R+r}$;
②当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时,有$I=\dfrac{E}{R_g+R+r+R_x}$,故每一个未知电阻都对应一个电流值$I$ ,我们在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值,所测电阻Rx即可从表盘上直接读出.
③由于I与R是非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度却是不均匀的,电阻的零刻度在电流满偏处.当$R_x=R_g+R+r$时$I=\dfrac{I_g}{2}$,指针半偏,所以欧姆表的内阻等于中值电阻.
2.多用电表的读数及使用
(1)电流的流向
电流从多用电表的“+”插孔(红表笔)流入,从“-”插孔(黑表笔)流出,即“红进黑出”.
(2)“机械零点”与“欧姆零点”
“机械零点”在表盘刻度左侧“0”位置,调整的是表盘下边中间的定位螺丝;
“欧姆零点”在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮.
这是一个容易忽略的知识点!!!!!!例题
(3)倍率选择:使用欧姆挡测电阻时,应使指针位于表盘中间附近,若指针偏角过大,则说明所测电阻偏小,应换用小倍率.
(4)使用欧姆表测电阻时,换挡后需重新进行欧姆调零,读数之后要乘以倍率.
(1)伏安法
1.图象数据理解
①图线与纵轴交点为E。
②图线与横轴交点为$I_短=\dfrac{E}{r}$(r电源内阻)。
③图线的斜率的绝对值表示$r=\dfrac{\Delta U}{\Delta I}$。
2.误差分析
(1)偶然误差
①由于读数不准和电表接线不良引起的误差。
②用图象法求E和r时,由于作图不准确造成的误差。
③测量过程中通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。
(2)系统误差
由电压表和电流表内阻影响而导致的误差。
①若采用电表内接法所示的电路,在理论上E=U+(IV+IA)r,其中电压表示数U是准确的电源两端电压。但实验中忽略了通过电压表的电流IV,因此形成误差,而且电压表示数越大,IV越大。
②若采用电表外接法所示的电路,IA为通过电源的电流真实值,理论上有E=U+UA+IAr,其中UA不可知,因此造成误差,而且电流表示数越大,UA越大,当电流为零时,UA=0,电压为准确值,等于E。
(2)伏阻法和安阻法
电学创新实验,大都是在教材常规实验的基础上,进行重组、包装、拓展、创新,它们源于教材,但高于教材,解决这类创新实验时,应注意以下三点:
(1)无论哪个电学实验,不管怎么创新都离不开电路,离不开实验仪器的选取,电流表内、外接法的判断,滑动变阻器的分压与限流的分析。
(2)在解决设计型实验时,要注意条件的充分利用,如对于给定确切阻值的电压表和电流表,电压表可当成电流表使用,电流表也可当成电压表使用,利用这一特点,可以拓展伏安法测电阻的方法,如伏伏法、安安法等。
(3)对一些特殊电阻的测量,如电流表或电压表内阻的测量,电路设计有其特殊性,即首先要注意到其自身量程对电路的影响,其次要充分利用其“自报电流”或“自报电压”的功能。因此,在测电压表内阻时,无须另并联电压表;测电流表内阻时,无须再串联电流表。