内容正文:
第3节 电学实验基础
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一、常用仪器的使用及读数
1.游标卡尺的使用和读数
(1)原理:利用主尺的单位刻度(1 mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值制成。
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的总长度比主尺上同样多数目的小等分刻度的
总长度小1 mm。
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(2)精度:10分度对应0.1 mm,20分度对应0.05 mm,50分度对应0.02 mm。
(3)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示游标尺上与主尺上某一刻度线对齐
的格数,则记录结果为(x+K×精度)(mm)。
2.螺旋测微器的使用和读数
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(1)原理:固定刻度的螺距为0.5 mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5 mm,而
可动刻度上有50个等分刻度,每转动一小格,测微螺杆前进或后退0.01 mm。读数时估
读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又称为千分尺。
(2)读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意判断半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数
(估读一位)×0.01(mm)。
3.电流表、电压表的读数
(1)量程为0~3 V的电压表和量程为0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的精度分别
是0.1 V和0.1 A,需估读,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。
(2)对于0~15 V量程的电压表,精度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位。
(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位。
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二、测量电路和控制电路的选择
1.电流表的内接法和外接法
内接法 外接法
电路图
选择条件 Rx≫RA或Rx> Rx≪RV或Rx<
误差原因 电流表分压,U测=Ux+UA 电压表分流,I测=Ix+IV
电阻测量值 R测= =Rx+RA>Rx,测量值大于真实
值(“大内偏大”) R测= = <Rx,测量值小于真
实值(“小外偏小”)
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修正
方法 R真= = -RA R真=
备注 表格中的实验条件:电流表A和电压表V均是实际电表,且知道Rx、RA和RV的
近似值
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2.滑动变阻器的两种接法
限流式接法 分压式接法
电路图
理解 R0连入电路的部分与Rx串联 R0全部连入电路中,Rx与R0的aP部分
并联
滑动变阻
器的接法 “一上一下”接法,滑片初始位置置
于连入电路阻值最大处 “一上两下”接法,滑片初始位置置
于Rx支路短路处(即a端)
Rx两端电压调节范围(忽略电源内阻) E≤Ux≤E 0≤Ux≤E
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Rx中电流
调节范围(忽
略电源内阻) ≤Ix≤ 0≤Ix≤
特点 电路能耗小,
接线简单 调压范围大,
能从0开始
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3.滑动变阻器两种接法的选择
(1)采用限流式接法,电路结构简单、耗能少,优先使用限流式。
(2)滑动变阻器必须采用分压式接法的几种情况:
①要求电压表能从零开始读数,或要求电压(电流)测量范围尽可能大时;
②当待测电阻Rx≫R0max时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用);
③采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流时。
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三、电学实验设计及仪器选择的“三原则”
1.安全性:确保电源、电阻和电表都不会过载,例如电流表或电压表量程一定要大于被
测电流或电压的最大值。
2.精确性:判断选用多大量程的电表时,应考虑尽可能减小测量误差,对于电压表或电流
表,应使指针偏转到满刻度的 到 范围内,多用电表选用电阻挡时,应尽可能使指针指
在中间刻度附近。
3.可调性:选用滑动变阻器时,应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又能
实现调节时电表的示数变化明显。
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