倒數(shù)第5天物理實驗 基礎知識再重溫 要點方法回顧 1 多用電表 1 正確使用 電流的流向 由于使用多用電表時不管測量項目是什么 電流都要從電表的 插孔 紅表筆 流入 從 插孔 黑表筆 流出 所以使用歐姆擋時 多用電表內(nèi)部電池的正極接的是黑表筆 負極接的是紅表筆 要區(qū)分開 機械零點 與 歐姆零點 機械零點 在表盤刻度左側(cè) 0 位置 調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲 歐姆零點 在表盤刻度的右側(cè)電阻刻度 0 位置 調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕 2電學實驗 2 注意問題 在使用前 應觀察指針是否指向電流表的零刻度線 若有偏差 應用螺絲刀調(diào)節(jié)多用電表中間的定位螺絲 使指針指在電流表的零刻度 測電阻時 待測電阻須與其他元件和電源斷開 不能用手接觸表筆的金屬桿 合理選擇歐姆擋的量程 測量時使指針盡量指在表盤中央位置附近 換用歐姆擋的另一量程時 一定要重新進行歐姆調(diào)零 才能進行測量 讀數(shù)時 應將表針示數(shù)乘以選擇開關所指的倍率 測量完畢時 要把表筆從測試孔中拔出 選擇開關應置于交流電壓最高擋或 OFF 擋 若長時間不用時 應把電池取出 3 控制電路的選擇如果滑動變阻器的額定電流夠用 在下列三種情況下必須采用分壓式接法 如圖7所示 圖7 用電器的電壓或電流要求從零開始連續(xù)可調(diào) 要求用電器的電壓或電流變化范圍大 但滑動變阻器的阻值小 采用限流接法時電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流 在安全 I滑額夠大 儀表不超量程 用電器上的電流 電壓不超額定值 電源不過載 有效 調(diào)節(jié)范圍夠用 的前提下 若Rx R0 原則上兩種電路均可采用 但考慮省電 電路結(jié)構簡單 可優(yōu)先采用限流接法 如圖8所示 而若Rx R0 則只能采用分壓電路 圖8 4 注意事項 本實驗中待測金屬絲的電阻值較小 為了減小實驗的系統(tǒng)誤差 必須采用電流表外接法 實驗連線時 應先從電源的正極出發(fā) 依次將電源 開關 電流表 待測金屬絲 滑動變阻器連成主線路 然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬絲的兩端 閉合開關之前 一定要使滑動變阻器的滑片處在有效電阻值最大的位置 在用伏安法測電阻時 通過待測金屬絲的電流I的值不宜過大 通電時間不宜過長 以免金屬絲的溫度過高 造成其電阻率在實驗過程中增大 求Rx的平均值可用兩種方法 第一種是算出各次的測量值 再取平均值 第二種是用U I圖線的斜率來求出 若采用圖象法 在描點時要盡量使點間的距離拉大一些 連線時要讓各點均勻分布在直線兩側(cè) 個別明顯偏離直線較遠的點不予考慮 3 描繪小燈泡的伏安特性曲線 1 實驗原理 定值電阻的伏安特性曲線是直線 而小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 故其伏安特性曲線為曲線 用電流表測出流過小燈泡的電流 用電壓表測出小燈泡兩端的電壓 測出多組 U I 值后 在U I坐標系中描出對應點 用一條平滑的曲線將這些點連接起來 就得到小燈泡的伏安特性曲線 2 電路設計 如圖9所示 圖9 實驗中 小燈泡兩端的電壓要求從零開始變化 滑動變阻器應采用分壓式接法 實驗中 被測小燈泡電阻一般很小 幾歐或十幾歐 電路采用電流表外接法 3 注意事項 本實驗需作出U I圖線 要求測出一組包括零在內(nèi)的電壓值 電流值 因此滑動變阻器要采用分壓式接法 因被測小燈泡電阻較小 因此實驗電路必須采用電流表外接法 開關閉合后 調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置 使小燈泡的電壓逐漸增大 可在電壓表讀數(shù)每增加一個定值時 讀取一次電流值 調(diào)節(jié)滑片時應注意電壓表的示數(shù)不能超過小燈泡的額定電壓 在坐標紙上建立坐標系 橫 縱坐標所取的分度比例應該適當 盡量使測量數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標紙 連線一定要用平滑的曲線 而不能畫成折線 4 測定電池的電動勢和內(nèi)阻 1 由閉合電路歐姆定律 E U Ir 只要測出兩組U I值 就可以列方程求出E和r 由于電池的內(nèi)阻一般很小 為減小測量誤差 常采用圖10甲所示的電路 而不用圖乙所示電路 圖10 2 儀器及電路的選擇 電壓表量程 根據(jù)測量電池的電動勢的值選取 如測兩節(jié)干電池 電壓表應選0 3V量程 電流表量程 因要求流過電源的電流不宜過大 一般選0 0 6A量程 滑動變阻器的選取 阻值一般為10 20 3 數(shù)據(jù)處理 圖11 改變R的值 測出多組U I值 作出U I圖線 如圖11所示 圖線與U軸交點的縱坐標即為電池電動勢 圖線斜率的絕對值即為電池內(nèi)阻 由于電池的內(nèi)阻很小 即使電流有較大的變化 路端電壓變化也很小 為充分利用圖象空間 電壓軸數(shù)據(jù)常從某一不為零的數(shù)開始 但U I圖象在U軸上的截距和圖線斜率的意義不變 4 注意事項 為了使電池的路端電壓變化明顯 電池的電阻宜稍大一些 電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴重 電動勢E會明顯下降 內(nèi)阻r會明顯增大 故長時間放電電流不宜超過0 3A 短時間放電電流不宜超過0 5A 因此實驗中不要將I調(diào)得過大 讀電表時要快 每次讀完后應立即斷電 測出不少于6組I U數(shù)據(jù) 且變化范圍要大 用方程組求解 分別求出E r值再求平均值 畫出U I圖象 要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè) 個別偏離直線太遠的點可不予考慮 計算內(nèi)阻要在直線上任取兩個相距較遠的點 用r 算出電池的內(nèi)阻r