一、實驗目的:
(1)掌握電壓表、電壓表、滑動變阻器的使用,以及電壓表、電流表的讀數技巧。
2、實驗原理
將金屬線接入如圖所示的電路中,用電流表測量金屬線兩端的電流,用電壓表測量金屬線中的電壓,根據
估算金屬絲的內阻Rx,然后用毫米尺檢測金屬絲的有效寬度l,用螺旋測微計檢測金屬絲的半徑; 根據內阻定理
, 得到金屬絲內電阻率的估算公式
(另一種檢測導線半徑的方法:用繞線法用毫米刻度測量導線n匝的長度,求出導線的半徑d,估算出導線的截面積S)
三、實驗步驟:
(1)取一根新的金屬絲緊緊纏繞在筆上,用毫米刻度尺測量其長度,乘以匝數,求出金屬絲的半徑。 或直接用螺紋千分尺檢測。
(2)按如圖電路圖連接實驗電路。
(3)用毫米尺檢測與電路相連的被測金屬線的有效寬度。
(4)將滑動變阻器的滑動觸點調整到接入電路中阻值最大的位置,經電路測試確認無誤后,閉合開關S。改變滑動觸點的位置滑動變阻器,并讀出相應的幾組電壓表,以及電壓表指示I和U的數值。
(5)拆除實驗電路,布置實驗設備
4、【注意事項】
1、本實驗中,被測金屬線的電阻值較小,因此實驗電路通常采用電壓表外接法。
2、實驗中接線時,從電源負極開始,依次連接電源、開關、電流表、被測金屬線、滑動變阻器組成主線(閉合電路),然后將電流表并聯在被測金屬線的兩端。 .
3、檢測被測金屬線材的有效寬度是指檢測被測線材與電路相連的兩端點之間的寬度,也稱被測線材兩端之間的寬度。電表。 測試時,應將導線剪短并重復三次。 , 求其平均值。
4、測量金屬絲的半徑,必須選擇三個不同的部位進行檢測,取其平均值。
5、閉合開關S前,滑動變阻器的滑板必須處于有效內阻最大的位置。
6、使用伏安法測量內阻時,被測導線的電壓硬度I不宜過大(電壓表采用0-0.6A電阻值),通電時間不宜過長,以免金屬絲的溫度大幅下降,導致其產生電阻。 價值率在實驗過程中逐漸下降。
7、求R的平均值有兩種方法:第一種是用R=U/I計算每次的檢測值,然后取平均值; 第二個是用圖像(UI圖形線)來找出。 如果采用圖像法,畫點時盡量使點與點之間的距離大一些,連線時盡量使點均勻分布在線的一側,一些偏離明顯較遠的點可以略去考慮。
5.【錯誤分析】
1、金屬線材的截面積是通過半徑來估算的,半徑的檢測是產生偏差的主要來源之一。
2、用伏安法檢測金屬線材內阻時,由于采用電壓表外接法,檢測值大于實際值,使內阻率檢測值偏小.
3、線寬的檢測、電流表和電流表的讀數等都會帶來重合偏差。
4、由于金屬線通電后發熱,金屬線的內阻會增大,造成檢測偏差。
練習
1、如圖所示,是用電流表V和電壓表A測量內阻的一種方法,Rx為待測內阻。 若考慮儀器本身內阻對測試結果的影響,則 ( )
A、電壓表采用外接方式
B、電壓表采用內接法
C。 當Rx為大阻值時應使用這些連接
D. 當Rx為小阻值時應使用這些連接
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分析
本題考查電流表和電壓表在使用過程中的偏差分析; 由于水表不是理想的水表,在檢測過程中會形成偏差,可以根據歐姆定律分析偏差的來源,得出檢測值與實際值之間的差異關系。
在這種接法中,電壓表直接檢測內阻兩端的電流。 電壓表外接電流表和內阻。 電壓表采用外接法。 A正確,B錯誤。 如果被測內阻的阻值遠大于電流表的阻值電阻的測量實驗步驟,則電流表分流器可忽略不計,此時檢測結果偏差較小,因此這種接法適用于檢測內阻小電阻; 所以D是正確的;
思路拓展:判斷電壓表采用外接法還是內接法時,可以根據
兩者的大小關系,當
當使用外部連接方式時,當
使用內部連接方式時。 偏差分析是實驗中經常考察的內容。 分析時應注意偏差的來源和地層的影響,從而選擇連接方式。
2、一個定值內阻,其阻值約為40~50Ω,現在需要檢測其阻值。 給出的實驗設備為:電池組E:電動勢9V,電阻約0.5Ω
電流表V:阻值0~10V,阻值20kΩ
電壓表A1:阻值0~50mA,阻值約20Ω
電壓表A2:阻值0~300mA,阻值約4Ω
滑動變阻器R1:阻值范圍0~100Ω,額定電壓1A
滑動變阻器R2:阻值范圍0~1700Ω,額定電壓0.1A
電鑰匙S,幾根電線
如上圖所示電阻的測量實驗步驟,有兩種電路可供選擇。 為了減少試驗時的實驗偏差,實驗中使用的電壓表應為(填碼),滑動變阻器為(填碼),選用如圖所示的電路圖本實驗。
分析
被測內阻約為40~50Ω,電動勢為9V,故電路中電流最大值約為:
,
因此,電壓表應選用電壓表A2:阻值0~300mA,阻值4Ω左右,滑動變阻器起限流作用。 為了操作方便,應選用滑動變阻器R1:阻值范圍0~100Ω,額定電壓1A。
,所以要用電壓表的外接法,即圖
所以答案是:
3、在“測定金屬的內阻”實驗中,用螺旋千分尺檢測金屬絲的半徑d時的刻度位置如圖所示,用a測量金屬絲的寬度L米尺,金屬線的內阻約為5Ω,用伏安法測量金屬線的內阻R,然后由
計算金屬材料的內電阻率。
(1) 從圖中讀出金屬絲的半徑d為___mm。
(2) i是測量金屬線的內阻,取兩節新干電池、開關和一些電線以及以下設備:
①電壓表0~3V,電阻10kΩ
②電壓表0~15V,電阻50kΩ
③電流表0~0.6A,電阻0.05Ω
④電流表0~3A,電阻0.01Ω
⑤滑動變阻器0~10Ω
⑥滑動變阻器0~100Ω
下列說法正確的是( )
A。 設備應選用電流表①
B. 電壓表應選用設備④
C、實驗過程中開機時間不宜過長
D. d值只需要在導線中心檢測一次
ii 實驗中一位同事的物理接線如右圖所示。
請強調這位朋友物理布線中兩個明顯的錯誤。
錯誤一:
錯誤二:
(1) 1.702(要求1.701-1.704有效位數正確); (2) (i) 空調; (ii) 導線與滑動變阻器的滑動片相連; 電壓表連接到
【分析】
試卷分析: 1)螺旋千分尺的固定刻度為1.5mm,活動刻度為20.2×0.01mm=0.202mm,所以最終讀數為1.5mm+0.202mm=1.702mm。
(2) 一世。 電源由兩節干電池組成,電源電動勢為3V,電流表選①,故A正確;
最大電路電壓約為
=0.6A,電壓表應該是③,所以B是錯誤的; 通電時間過長,內部電阻絲發熱,影響阻值,故C正確; d的值需要在中間和兩端測試,取平均值,所以D是錯誤的。 因此選擇:AC
二. 金屬線的電阻約為5Ω,電壓表的電阻為0.05Ω,電流表的電阻為10kΩ。 電流表的電阻遠小于金屬線的電阻。 電壓表應外接,導線接在滑動變阻器的端子上。
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