1、一、实验目的 1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法 2掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率,三、实验器材毫米刻度尺，螺旋测微器，直流电流表和直流电压表，滑动变阻器(阻值范围050 )，电池组，开关，被测金属丝，导线若干,四、螺旋测微器的构造、原理及读数 1螺旋测微器的构造 如图实72所示是常用的螺旋测微器它的测砧A和固定刻度S固定在尺架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S上,图实72,2螺旋测微器的原理 测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮K每旋转一
2、周，P前进或后退0.5 mm，而可动刻度H上的刻度为50等份，每转动一小格，P前进或后退0.01 mm.即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.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：测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读 出，小数部分由可动刻度读出,测量值(毫米)固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(毫米) 如图实73所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米的从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.,图实73,五、游标卡尺 1构造：如图实74所示，主尺、游标尺(主尺和
3、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,图实74,2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：,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. 六、伏安法测电阻 1电流表的内接法和外接法的比较,2将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺 测
4、量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l. 3按照原理图(如图实71所示)连好用伏安法测电阻的实验电路 4把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置，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值和电压值记录在表格中，断开S，求出导线电阻Rx的平均值 5整理仪器,九、注意事项 1螺旋测微器的使用 (1)测量前须校对零点：先使测砧A与测微螺杆P并拢，观察 可动刻度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，不重合时，用存放在螺旋测微器盒中的工具调节，直到完全重合为止,(2)测量时，当测微螺杆P将要接触被
5、测物体时，要停上使 用旋钮K，改用微调旋钮K，以避免P和被测物体间产生过大的压力这样，既可以保护仪器，又能保证测量结果准确当听到“咔、咔”声后，停止转动，即可读数 (3)螺旋测微器应估读一位，即以mm作单位，应读到小数 点后面第三位 (4)为防止读出的数据出现差错，可在读数前估计大概读数 值，若发现最后读数与开始估计数值相差较大，立即检查出错原因，如半毫米刻线是否露出,2测定金属的电阻率 (1)为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行，为了 准确测量金属丝的长度，应该在连入电路之后在拉直的情况下进行，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度 (2)本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表
6、 外接法 (3)开关S闭合前，滑动变阻器的阻值要调至最大,(4)电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜太 长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大 (5)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、待测金属丝、滑动变阻器连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两端,十一、实验改进在本实验中，由于电表内电阻的影响，从而使金属导线电阻测量值偏小，可以改进实验电路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误差,1等效替换法 连接电路如图实76所示， R为电阻箱，Rx为待测电阻， 通过调节电阻箱R，使单刀双 图实76 掷开关S分别接1和2时，电流表中的电流示数相
7、同，则表明RxR，即可测出Rx.,2附加电阻法 连接电路如图实77所示，R1为一阻值较大的固定电阻，Rx为待测电阻,例1 用螺旋测微器测圆柱体的直径 时，示数如图实78所示，此示数 为_mm.用游标为50分度的卡 尺(测量值可准确到0.02 mm)测定某圆 图实78 柱的直径时，卡尺上的示数如图实79所示，可读出圆柱的直径为_mm.,仪器的读数,图实79,解析 螺旋测微器读数时，首先要明确其精确度为0.01 mm，读取固定刻度上的数值时，要看半毫米刻度线是否露出；游标卡尺读数时应注意精确度、单位，读法为主尺读数加游标卡尺读数 对于图实78，读数是(811.60.01)mm8.116 mm， 对
8、于图实79，读数是(4260.02) mm42.12 mm.,答案 8.116 42.12,实验电路故障的分析,例2 (2010山东高考)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图实710所示闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：,图实710,(1)若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”) (2)若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障先将选择开关旋至_挡(填“欧姆100”“直流电压10 V”或“直流电流2.5 mA”)，再将_(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、
9、c、d接线柱若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_、_、_.,解析 若电流表示数为零，电压表示数为E，说明电压表与电源构成闭合回路，发生故障的是待测金属丝利用多用电表检测含电源电路故障，应先将开关旋转至直流电压10 V挡，再将红表笔固定在电源正极a接线柱上，若只有滑动变阻器断路，把另一支表笔接b时，多用电表示数为0；把另一支表笔接c时，多用电表示数为E；把另一支表笔接d时，多用电表示数为E.,答案 (1)待测金属丝 (2)直流电压10 V 红 0 E E,实验创新设计,例4 有一根圆台状匀质合金棒如图实711甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关
10、他进行了如下实验：,图实711,(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L_cm. (2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)该合金棒的电阻约为几个欧姆图中有一处连接不当的导线是_(用标注在导线旁的数字表示) (3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R6.72 ，根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd13.3 、RD3.38 .他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2RdRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R_.(用、L、d、D表示),解析 (1)首先确定游标卡尺的精度为20分度，即为0.05 mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度格数0.058 mm0.40 mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，99.00 mm0.40 mm99.40 mm9.940 cm. (2)本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，线的连接使用的是安培表内接法,
