普物实验参考教材(5)

整范围。使用时，可根据需要选择其中一种，如使用电阻小于10Ω时，可选0—9.9Ω两接线柱，这种接法可避免电阻箱其余部分的接触电阻对使用的影响，不同级别的电阻箱，规定允许的接触电阻标准亦不同。例如0.1级规定每个旋钮的接触电阻不得大于0.002Ω，在电阻较大时，它带来的误差微不足道，但在电阻值较小时，这部分误差却很可观。例如一个六钮电阻箱，当阻值为0.5Ω时接触电阻所带来的相对误差为6?0.002?2.4%，为了减少接

0.5触电阻，一些电阻箱增加了小电阻的接头。如图5所示的电阻箱，当电阻小于10Ω时，用0和9.9Ω接头可使电流只经过×1Ω、×0.1Ω这两个旋钮，即把接触电阻限制在2×0.002Ω＝0.004Ω以下；当电阻小于1Ω时，用0和0.9接头可使电流只经过×0.1Ω这个旋钮，接触电阻就小于0.002Ω。标称误差和接触电阻误差之和就是电阻箱的误差。 (2）滑线变阻器

滑线变阻器的结构如图6所示，电阻丝密绕在绝缘瓷管上，电阻丝上涂有绝缘物，各圈电阻丝之间相互绝缘。电阻丝的两端与固定接线柱A、B相联，A、B之间的电阻为总电阻。滑动接头C可以在电阻丝AB之间滑动，滑动接头与电阻丝接触处的绝缘物被磨掉，使滑动接头与电阻丝接通。C通过金属棒与接线柱C’ 相连，改变C的位置，就改变AC或BC之间的电阻值。使用滑线变阻器，虽然不能准确地读出其电阻值的大小，但却能近似连续地改变电阻值。

滑动变阻器的规格：

1）全电阻：AB间的全部电阻值。

2）额定电流：滑线变阻器允许通过的最大电流。滑线变阻器有两种用法：

a）限流电路：

如图7所示，A、B两接线柱使用一个，另一个空着不用。当滑动C时，AC间电阻改变，从而改

变了回路总电阻，也就改变了回路的电流（在电源电压不变的情况下）。因此滑线变阻器起到了限制（调节）线路电流的作用。

为了保证线路安全，在接通电源前，必须将C滑至B端，使RAC有最大值，回路电流最小。然后逐步减小RAC值，使电流增至所需要的数值。

R(负载) A C B B ＋ C’ BC’ A C 图 6 B C mA － ＋ R ＋ E 21

V K A －

K E 图 7 mA － 图 8 b）分压电路

如图示8所示，滑线变阻器两端A、B分别与开关K两接线柱相连，滑动头C和一固定端A与用电部分连接。接通电源后，AB两端电压VAB等于电源电压E 。输出电压VAC是VAB的一部分，随着滑动端C位置的改变，VAC也在改变。当C滑至A时，输出电压VAC＝0；当C端滑至B时，VAC＝VAB，输出电压最大。所以分压电路中输出电压可以调节在从零到电源电压之间的任意数值上，为了保证安全，接通电源前，一般应使输出电压VAC为零，然后逐步增大VAC，直至满足线路的需要。

4、开关

开关通常以它的刀数（即接通或断开电路的金属杆数目）及每把刀的掷数（每把刀可以形成的通路数）来区分开关。经常使用的有单刀单掷开关、单刀双掷开关、双刀双掷及换向开关等。开关的符号如图9所示。

单刀单掷开关 单刀双掷开关 双刀单掷开关 双刀双掷开关 换向开关 图 9 三、电磁学实验操作规程

1、准备。做实验前要认真预习，作到心中有数，并准备好数据表。实验时，先要把本组实验仪器的规格弄清楚，然后根据电路图要求摆好仪器位置（基本按电路图排列次序，但也要考虑到读数和操作方便）。

2、连线。要在理解电路的基础上连线。例如，先找出主回路，由最靠近电源开关的一端开始连线（开关都要断开），连完主回路再连支路。一般在电源正极、高电位处用红色或浅色导线连接，电源负极、低电位处用黑色或深色导线连接。

3、检查。接好电路后，先复查电路连接是否正确，再检查其它的要求是否都做妥，例如开关是否打开，电表和电源正负极是否接错，量程是否正确，电阻箱数值是否正确，变阻器的滑动端（或电阻箱各档旋钮）位置是否正确等等，直到一切都做好，再请教师检查。经同意后，再接上电源。

4、通电。在闭合开关通电时，要首先想好通电瞬间各仪表的正常反应是怎样的（例如

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电表指针是指零不动或是应摆动什么位置等），闭合开关时要密切注意仪表反应是否正常，并随时准备不正常时断开开关。实验过程中需要暂停时，应断开开关，若需要更换电路，应将电路中各个仪器拔到安全位置然后断开开关，拆去电源，再改换电路，经教师重新检查后，才可接电源继续做实验。

5、实验。细心操作，认真观察，及时记录原始实验数据，原始数据须经教师过目并签字。原始实验数据单一律要附在实验报告后一齐交上。

6、安全。实验时一定要爱护仪器和注意安全。在教师未讲解，未弄清注意事项和操作方法之前不要乱动仪器。不管电路中有无高压，要养成避免用手或身体接触电路中导体的习惯。

7、归整。实验做完，应将电路中仪器拔到安全位置，断开开关，经教师检查原始实验

数据后再拆线，拆线时应先拆去电源，最后将所有仪器放回原处，再离开实验室。

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实验一：长 度 测 量

一、实验目的：

1、 2、

练习使用测长度的几种常用仪器 练习作好数据记录和计算误差

二、实验仪器：

游标卡尺、螺旋测微仪、移测显微镜、被测物体。 三、 仪器使用：

1、游标卡尺分为十分游标卡尺，二十分游标卡尺和五十分游标卡尺。用游标卡尺测量物体的长度和内、外径。测长度和外径时，将物体卡在外量爪之间，测内径时使用内量爪。使用游标卡尺测量长度时读数分为两步：（1）从游标零线的位置读出主尺的整格数，（2）根据游标上与主格对齐的刻线读出不足一分格的小数。二者相加就是测量值。（注意相加时二者单位要统一）

2、螺旋测微仪的螺旋每转一周将前进（或后退）一个螺距（0.5㎜），将活动套筒前沿等分为50分格，即将一个螺距分为50份，因此活动套筒每小格表示五十分之一螺距（0.01㎜）。实验室常用的螺旋测微仪的量程为25毫米，仪器精密度是0.01㎜，即千分之一厘米，所以又称为千分尺。使用螺旋测微仪测量长度时读数分为两步：（1）从活动套筒的前沿在固定套筒上的位置，读出正圈数。（2）从固定套筒上的横线所对活动套筒上的分格数，读出不到一圈的小数。二者相加就是测量值。注意，（1）使用螺旋测微仪测量物体时，一定要使用尾端的棘轮转动活动套筒。当测杆与被测物体相接后的压力达到某一数值时，棘轮将滑动并有卡、卡响声，活动套筒不再转动，测杆也停止前进，这时就可以读数。这样保证每次测量条件（对被测物体的压力一定），并能保护螺旋测微仪的精密的螺纹。（2）不夹被测物体时而使测杆与砧台相接时活动套筒上的零线应当刚好和固定套筒上的横线对齐。如果不对齐，则必须读出不等于零的零点读数，并注意正负。每次测量之后要从测量值的平均值中减去零点读数。（3）千分之一毫米位应有一位估读数值。

3、移测显微镜是将测微螺旋和显微镜组合起来作精密测量长度的仪器。它的测微螺旋的螺距为1㎜，和测微螺旋相连的部分是转鼓，它的周边等分微100个分格，每转一分格显微镜将移动0.01㎜。计数器读数精度为0.01㎜。使用移测显微镜测量时步骤为（1）伸缩目镜，看清叉丝。（2）转动旋钮，由下向上移动显微镜筒，（不要使物镜碰到物体）改变物镜到被测物体的距离，看清物体。（3）转动转鼓，移动显微镜，使叉丝的交点和测量

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的第一个目标对准，读出数值。（4）转动转鼓，移动显微镜，使叉丝的交点和测量的第二个目标对准，读出数值。二读数之差即为被测两点之间的长度。使用移测显微镜时要注意： （1）使移测显微镜的移动方向和被测两点间联线方向平行

（2）由于螺丝和螺套不可能完全密接，螺旋转动方向改变时，它们接触状态也将改变，因此，移动移测显微镜使其从两个方向对准同一目标的两次读数将不同，由此产生的误差称之为“回程差”。为了防止“回程差”，在测量时应向同一方向转动转鼓使叉丝和目标对准，当移动叉丝超过目标时，就要多退回一些，重新再向同一方向转动转鼓去对准目标。

四、实验内容：

1. 使用游标卡尺测量长方体的长、宽、高，计算出长方体的体积。 （1）从游标零线的位置读出主尺的整格数。

（2）根据游标上与主尺对齐的刻线读出不足一分格的小数。二者相加就是测量值。 2. 使用螺旋测微仪测量圆柱体的直径和高，计算出圆柱体的体积。 （1）从活动套管的前沿在固定套管上的位置，读出整圈数。

（2）从固定套管上的横线所对应的活动套管上的分格数读出不到一圈的小数。二者相加就是测量值。

3. 使用移测显微镜测量小孔的直径。 （1） 伸缩目镜，看清叉丝。

（2） 转动旋钮，由下向上移动显微镜筒，改变物镜到被测物体的距离，看清物体。 （3） 转动转鼓，移动显微镜，使叉丝的交点和测量的第一个目标对准，读出数值（或归

零）。

（4） 转动转鼓，移动显微镜，使叉丝的交点和测量的第二个目标对准，读出数值。二读

数之差即为被测两点之间的长度。

实验记录：

表（1）长方体的长、宽、高 零点： a（㎝） b（㎝） c（㎝）

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1 2 3 4 5 6 平均 实际平均

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