恒定电路

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电阻率测量实验

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金属的电阻率测定是高中物理上一个重要实验。

R=ρl/S,测量ρ需要测量R、l以及S的大小。

(1)利用游标卡尺(当然也可以用螺旋测微器)测量横截面积S的半径,进而求出S;

(2)用刻度尺测出被测金属丝的长度l;

(3)利用伏安法测量金属的电阻R(金属丝电阻的测量不是本文的重点,有疑惑的同学查看左侧链接),必须考虑电流表内接还是外接。

(4)利用公式R=ρl/S来求解电阻率ρ;

我们下面介绍下内接法与外接法。

电流表内接法与外接法的选择

电流表内接法与外接法并不难理解,我们来看两幅图

电流表内接法与外接法

左图中的电流表在电压表接线柱的“外侧”,我们称之为外接法;而右侧图中,电流表在电压表的“内部”,我们将这种方法称之为内接法。

总之,内接法与外接法指的是电流表(相对于电压表)的位置。

电流表内接法与外接法对所测电阻的影响分析

(1)电流表内接法导致测量值比真实值大

如上图右图所示,电流表测量值为真实值,而电压表测量值比真实值要大,因为它测量的是Rx与电流表的总电压。这样,通过R=U/I来计算;所测量的结果就比真实值要大;因为分子变大了。

(2)电流表外接法导致测量值比真实值小

如上图左图所示,电流表测量值比真实值要大,因为它测量的是Rx与电压表的总电流,而电压表测量值为真实值。这样,通过R=U/I来计算;所测量的结果就比真实值要小;因为分母变大了。

同学们可以在课下分别画出上述两种测量模式下的U-I图来。

电流表内接法与外接法的选取

取参考量R=√(Ra*Rv);其中Rv、Ra分别代表的是实验中的电压表与电流表的阻值;实验题中待测电阻阻值为Rx;

当R>Rx的估计值时,我们认为参考量R的值较大,必然是Rv起到了主导作用(Rv的数值太大致使R较大),认为Rv比较理想,选择外接法。

当R<Rx的估计值时,我们认为参考量R的值较大,必然是Ra起到了主导作用(Ra的数值太小导致R偏低),认为Ra比较理想,选择内接法。

课堂上老师讲解速度很快,基本你能跟上,课下很容易忘。要想吃透这里,同学们需要借助上述两幅图,在课下多自己推导几遍,自己自主学习的效率和效果都是最好的。

测量金属的电阻率的螺旋测微器读数

螺旋测微器的读数采取主尺+副尺的方式进行读取。需要注意的是,副尺需要估读,下面以三幅图为例,给同学们进行实战考察。

螺旋测微器读数

读数为(0+39.8×0.01)mm

螺旋测微器读数

读数为(0.5+19.5×0.01)mm

螺旋测微器示数读数

读数为(6.5+20.3×0.01)mm

参考文献

分压与限流电路http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/480404.html

内接法与外接法http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/480403.html

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