恒定电流实验总结.doc

实验 测定金属的电阻率一、螺旋测微器1.构造如图所示是常用的螺旋测微器，它的测砧A和固定刻度G固定在框架F上，旋钮K、微调旋钮K和可动刻度H，测微螺杆P连在一起，通过精密螺纹套在G上.2.原理精密螺纹的螺距是0.5mm，即K每旋转一周，P前进或后退0.5mm，可动刻度分成50等份，每一等份表示0.01mm，即可动刻度每转过一等份，P前进或后退0.01mm.因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个0.01mm.用它测量长度，可以精确到 0.01 mm，还可以估读到0.001mm(即毫米的千分位)，因此螺旋测微器又称为千分尺.3.读数方法先从固定刻度G上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的横线重合，从而读出可动刻度示数(注意估读).即有：测量长度=固定刻度示数+可动刻度示数精确度.(注意单位为mm)如图所示，不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.5格，最后的读数为： 2.155mm 4.注意事项(1)测量前须校对零点：先使小砧A与测微螺杆P并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，否则应加以修正.(2)读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要特别注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.(3)测量时，当螺杆P快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮K，改用微调旋钮K，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮K，并拧紧固定旋钮.这样做既可保护仪器，又能保证测量结果的准确性.二、游标卡尺 1构造：如图实14所示，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 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少1 mm.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 差值 精确度(可准确到) 10 9mm 0.1mm 0.1mm 20 19mm 0.1mm 0.05mm 50 49mm 0.2mm 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(xK精确度) mm. 三、测定金属的电阻率1.实验目的(1)练习使用螺旋测微器(2)学会用伏安法测量电阻的阻值(3)测定金属的电阻率2实验原理欧姆定律和电阻定律由R得要测，需要测R、L、S.用毫米刻度尺测出金属丝的长度L；用螺旋测微器测出金属丝的直径d，得到横截面积S；用伏安法测出金属丝的电阻R，由R，得.3.实验器材米尺(最小分度值1mm)、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝.4.实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属导线上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)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测量金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.(4)电路经检查无误后，闭合开关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，记入记录表格内，断开开关S，求出电阻R的平均值.(5)将测得的R、l、d的值代入电阻率计算公式.中，计算出金属导线的电阻率5.注意事项(1)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.(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、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.(3)金属导线的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量. (4)接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，造成较大误差.(5)要恰当选择电流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差 1.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 ，先用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为_ mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表03 V，内阻10 kB电压表015 V，内阻50 kC电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号)实验中实物接线如图749所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误1_2_2一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段长为L的电线，并测得其直径为D，用多用电表测其电阻发现阻值小于1 .为提高测量的精度，他从图7410器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(下图中用Rx表示)的电阻A电源E：电动势为3.0 V，内阻不计B电压表V1：量程为03.0 V，内阻约为2 kC电压表V2：量程为015.0 V，内阻约为6 kD电流表A1：量程为00.6 A，内阻约为1 E电流表A2：量程为03.0 A，内阻约为0.1 F滑动变阻器R1：最大阻值5 ，额定电流2.0 AG滑动变阻器R2：最大阻值1 k，额定电流1.0 AH开关S一个，导线若干(1)实验时电压表选_；电流表选_；滑动变阻器选_(填元件符号)(2)请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中，在图中表明元件符号(3)在实物图中用笔画线替代导线连接元件(4)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为_.3将右图所示的螺旋测微器的读数写出来甲_mm乙_cm3(2008全国卷)某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图实所示，该铜丝的直径为_mm.解析：螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5 mm，可动刻度部分读数为0.093 mm，所以所测铜丝直径为4.593 mm.4(1)用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如下图所示，则测量结果应该读作_mm. (2)用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如下体所示，此示数为_mm.5在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 ，实验室备有下列实验器材：A电压表V1 (量程03 V，内阻约为15 k)B电压表V2 (量程015 V，内阻约为75 k)C电流表A1 (量程03 A，内阻约为0.2 )D电流表A2 (量程00.6 A，内阻约为1 )E变阻器R1(0100 ，0.6 A)F变阻器R2(02000 ，0.1 A)G电池组E(电动势为3 V，内阻约为0.3 )H开关 S，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_(填代号)(2)为减小实验误差，应选用图中_填(a)或(b)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把实物图用线连接起来(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为_mm，电阻值为_.实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线1在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：A待测小灯泡“3.0 V、1.5 W”B电流表(量程3 A，内阻约为1 )C电流表(量程0.6 A，内阻约为5 )D电压表(量程3.0 V，内阻约为10 k)E电压表(量程15.0 V，内阻约为50 k)F滑动变阻器(最大阻值为100 ，额定电流50 mA)G滑动变阻器(最大阻值为10 ，额定电流1.0 A)H电源(电动势为4.0 V，内阻不计)I电键及导线等(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用_；电压表应选用_；滑动变阻器应选用_(只需填器材前面的字母即可)(2)请在虚线框内画出实验电路图(3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图755所示则电压值为_ V，电流值为_ A，小灯泡的实际功率为_ W.解析：待测小灯泡“3.0 V、1.5 W”，额定电流0.5 A，额定电压为3 V，因此电流表选C，电压表选D，滑动变阻器采用分压式接法较准确，滑动变阻器选G，小灯泡电阻很小，电流表外接答案：(1)CDG(2)如解析图所示(3)1.800.330.592在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：小灯泡L，“3.8 V、0.3 A” 电压表V，量程05 V，内阻5 k电流表A1，量程0100 mA，内阻4 电流表A2，量程0500 mA，内阻0.4 滑动变阻器R1，最大阻值10 ，额定电流1.0 A 滑动变阻器R2，最大阻值5 ，额定电流0.5 A直流电源E，电动势约为6 V，内阻约为0.5 (1)在上述器材中，滑动变阻器应选 ;电流表应选 .(2)在虚线框内画出实验的电路图，并在图中注明各元件的符号。(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中，描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线根据此图给出的信息，可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)()实验 测定电池的电动势和内阻一、实验目的 测定电源的_。 二、实验原理 1、图2.6-1中，电源电动势E、内电阻r，与路端电压U、电流I的关系可写为E = U + I r2、图2.6-2中，电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为 E= I R + I r3、图2.6-3中电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为E= U + ( U / R) rE r S I/AU/V实验原理1是本节课的重点。测出几组U,I数值，带入(1)式得到的方程两两组成方程组，可得到E，r值。这种方法误差较大。还可以多测出几组U,I值，然后在U-I坐标平面内描出各组U、I值所对应的点，然后通过这些点画一直线，如图2.6-4所示，直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小，直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流Io=E/r，因此可求的内电阻r=E/Io。 例1某课题研究小组，选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V，内阻在几欧到几十欧之间)A电压表V(量程6 V，内阻约为6.0 k) B电流表A(量程2 mA，内阻约为50 )C电阻箱R(0999.9 ) D开关S一只、导线若干(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，你认为可行吗？请说明理由：_.(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻，请画出实验电路图 (3)根据(2)中实验电路测得的5组U、R数据，已在图中坐标系中描出了各点，请作出图象根据图象求得E_ V，r_ .例2.(2010宜昌调研)现有一特殊的电池，其电动势E约为9 V，内阻r在35 55 范围，最大允许电流为50 mA.为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计，R为电阻箱，阻值范围为09 999 ，R0是定值电阻(1)实验室备有的保护电阻R0有以下几种规格，本实验应选用()A10 ，2.5 W B50 ，1.0 W C150 ，1.0 W D1 500 ，5.0 W(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图7615乙所示的图线则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示_(3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为_ V，内电阻r为_ .实验：多用电表的使用一、实验目的 练习使用多用电表测电阻。二、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A，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中时，Ix=Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中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。一、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欧姆调零：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。二、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中的范围）。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欧姆调零，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。图2-491如图2-49 (a)所示足一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是(b)图中的图 ( ). 图2-502用多用电表的欧姆档（1K）检查性能