第二章認識儀器
主編：廖南英審核：李炳南
一、滑動變阻器的限流式和分壓式接法
（二）兩種電路選取：
1．選擇原則：
(1) 由於限流式電路能節約能源，一般情況下優先選擇限流式接法（以提高電路效率）。
(2)但在下列幾種情況下，必須選擇分壓式連線方式：
①當滑動變阻器全電阻遠小於被測電阻時，且實驗要求電壓（電流）的變化範圍較大；
②明確要求某部分電路的電壓從零開始變化；
例：測定小燈泡的伏安特性曲線。
③若採用限流接法，電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流。
例：用伏安法測金屬電阻rx（約為5ω）的值，已知電流錶內阻為1ω，量程為0.6a，電壓表內阻為幾kω，量程為3v，電源電動勢為9v，滑動變阻器的阻值為0～6ω，額定電流為5a，試畫出測量rx的原理圖。
二、伏安法測電阻
【實驗儀器】電壓可調直流電源，直流電流錶，直流電壓表，滑動變阻器，電鍵開關，待測電阻，導線（若干）
【實驗原理】
1、「伏安法」測電阻的原理是什麼？
2、觀察下列兩幅電路圖有什麼不同？
小結：3、伏安法測量電阻的兩種方法：
練習：（1） 用伏安法測電阻，採用電流錶內接法和外接法，測得某電阻rx的阻值分別為 r1 和r2 ，則所測的測量值和真實值rx之間的關係是
a、r1＞ rx＞r2 b、 r1＜ rx＜r2
c、r1＞r2＞rx d、r1＜r2＜rx
4、內接法與外接法的選擇（重點）
定量判斷法：待測電阻，電流錶內阻,電壓表的電阻.
a、當時，適用內接法， b、當時，適用外接法。
練習：（2）已知電流錶的內阻約為0.1ω，電壓表內阻約為10kω，若待測電阻約為5ω，用伏安法測其電阻應採用電流錶______接法較好。
若待測電阻約為500ω，用伏安法測其電阻應採用電流錶_____接法較好。
（3）用伏安法測電阻,可採用圖所示的甲、乙兩種接法.如所用電壓表內阻為5 000ω,電流錶內阻為0.5ω.
ⅰ、當測量100ω左右的電阻時,宜採用電路.
ⅱ、現採用乙電路測量某電阻的阻值時,兩電表的讀數分別為10 v、0.5 a,則此電阻的測量值為真實值為
當待測電阻的阻值完全未知時，常採用內、外接試觸法，連線方式如圖4所示。電壓表右端與b相接時兩表的示數為（，電壓表右端與相接時兩表的示數為，
若＞，外接法；若＜，內接法。
練習：（4）有一未知電阻r，為較準確地測出其阻值，先後用內外置電路進行測試，利用外接法測得的資料位「2.7v，5.
0ma」，利用內接法測得的資料為「2.8v，4.0ma」，那麼，該電阻測得值較準確的數值及它比真實值偏大或偏小的情況是（ ）
a、560ω，偏大 b、560ω，偏小 c、700ω，偏小 d、700ω，偏大
三、認識測量工具
螺旋測微器
1. 特色：適用於測量硬度較高或不易產生形變的物體。
2. 結構
螺旋測微器也稱千分尺，它主要由主尺和螺旋尺組成，其各部分名稱及主要用途是：①主尺：用於讀取固定刻度所顯示的最大公釐刻度數(包括0.
5公釐); ②螺旋尺: 用於讀取主尺上固定刻度的水平線對應的螺旋尺上可動刻度的刻度(包括估讀); ③旋鈕：用於緊固被測物；④微調旋鈕：
用於可動尺的微調；⑤測微螺桿; ⑥小砧. 如圖所示.
3. 用法：使用螺旋測微器時，為使每次測量均在被測物上施以相同的壓力，以減少形變誤差；也為了避免損壞精確的螺旋刻度起見，當頂針已將被測物輕輕夾住時，勿再旋轉圓柱套筒，此時應旋轉位於套筒後的微調鈕，直到聽到三響「滴答」聲為止，讀取數值即可。
4. 原理：
1. 螺旋測微器的精度：螺旋測微器是利用將直線距離轉化為角位移的原理製成的.
主尺上的固定刻度的最小分度值為0.5 mm，螺旋尺即可動刻度共有50個分度，當可動刻度尺旋轉一周時，它在主尺上前進或後退乙個刻度0.5mm，則可動刻度每轉過乙個分格時，可動小砧前進或後退0.
01 mm，所以它測量的長度可達到精度為0.01 mm.
2. 使用及讀數方法：將待測物放在兩小砧之間，然後用旋鈕將被測物緊固，再用微旋鈕調整，直至發出「嗒嗒」聲後讀數.
先讀固定尺讀數，要讀出整公釐刻度，要注意有無半公釐刻度出現，再讀出固定刻度上的水平線對應的可動刻度尺上的讀數(要有估讀資料)，將此數乘以0.01後與固定刻度上的讀數相加即得到最後讀數.
3. 讀值計算練習：
（圓柱上加上套筒上的讀數）
圓柱上的讀數（21 + dx ）mm
套筒上的讀數 dx = 0.495 mm
讀值：（21 + 0.495）= 21.495 mm.
4. 螺旋測微器讀出資料的位數：由於螺旋測微器也精確到0.01 mm，且可估讀，所以如果以公釐為單位，最後讀數中小數點後面一定有三位數，不夠三位的，要用零補齊.
游標卡尺
游標卡尺的讀數部分由主尺（最小分度為1 mm）和遊標尺兩部分組成.按照游標的精度不同可分為三種：（1）10分游標，其精度為0.
1 mm；（2）20分游標，其精度為0.05 mm；
（3）50分游標，精度為0.02 mm.它們的共同特點（也是它們的測量原理）是：
游標上的全部刻度之長比主尺上相應的刻度之長短1 mm.以20分游標為例，游標上20個分度全部之長為19 mm，比主尺上20個分度短1 mm，所以游標上每個分度比主尺短0.02 mm，當在兩測腳間放一厚0.
04 mm的物體時，則游標的第2條刻線將與主尺的刻線對齊，其餘的刻線與主尺上的刻線都不對齊.
游標卡尺的讀數方法是：以游標0刻度線為準在主尺上讀出整公釐數，再看光標尺上哪一條刻度線與主尺上某刻度線（不用管是哪一條線）對齊，由游標上讀出公釐以下的小數，則總的讀數為：主尺上的整公釐數l1+游標上的公釐以下的小數l2.
下表所示即為上述三種遊標尺的設計原理和讀數方法
由於游標卡尺在讀數時要分辨游標上的哪一條刻線與主尺上的刻線對的最齊，這裡已包含了估讀的因素，所以游標卡尺一般不再往下估讀.不過用10分光標尺讀數時，可在公釐的百分位上加乙個「0」，表示該讀數在公釐的10分位上是準確的，以區別於公釐刻度尺的讀數.
［例］有一游標卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游標上有20個小的等分刻度.用它測量一工件的長度，如圖5-1-4所示.圖示的讀數是_____mm.
針對練習
1.下圖是用螺旋測微器測量三根金屬棒直徑的示意圖，從左到右三根金屬棒的直徑依次為：
mmmmmm。
2.下圖所示，甲、乙游標卡尺的示數分別為甲圖mm，乙圖mm。
3.（1）已知不同的工具測量某物體的長度時，有下列不同的結果：
a． 2.4cm b． 2.37cm c． 2.372cm d． 2.3721cm
其中，用最小分度值為厘公尺的刻度尺測量的結果是________；用光標尺上有10個等分刻度的游標卡尺測量的結果是
（2）一同學用一遊標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一物體的長度．測得的結果如圖所示，則該物體的長度lm。
4．讀出下圖中游標卡尺和螺旋測微器的讀數游標卡尺的讀數為_________mm.；螺旋測微器的讀數為_________mm.
5、下圖中50分度游標卡尺和螺旋測微器的讀數分別為_______mm和_______mm。
電流錶電壓表的讀數規則
1、 規格
常用的直流電流錶有量程0～0.6a和0～3a兩種，它們的內阻都很少，內阻一般都在1ω以下；常用的直流電壓表有量程0～3v和0～15v兩種，它們的內阻都很大，內阻一般都在幾千歐姆以上.
2. 電流錶和電壓表的讀數
讀數時應使視線垂直於刻度表面，並要估讀. 具體估讀方法如下：
(1) 量程為3 v和3 a的電壓表和電流錶，其最小分度為0.1 v和0.1 a, 讀數要估讀到最小分度的十分之一.
(2) 量程為0.6 a的電流錶，其最小分度為0.02 a, 讀數要估讀到最小分度的，即不足半格的略去，超過半格的要按半格讀出，因此最後讀數如果以安培為單位，小數點後面有兩位，尾數可能為0、1、2、3…
(3) 量程為15 v的電壓表，其最小分度為0.5 v, 讀數要估讀到最小分度的，因此最後讀數如果以伏特為單位，小數點後面只有一位，尾數為0、1、2、3、4…
3. 使用方法
(1) 在使用表前，觀察指標是否指在零刻度，若不是，應調整表的中心螺母使指標指零.
(2) 估算電路中的電壓或電流，選擇適當量程，選取原則是: 使表的讀數達到滿刻度的以上.
(3) 電流錶要串聯在電路中，電壓表要併聯在電路中，且使電流從正接線柱流入，負接線柱流出.
(4) 根據表的量程及最小分度值，正確讀出表的讀數，包括估讀.
例：如圖1-57甲、乙兩圖為常用的電流錶和電壓表的刻度盤，在甲圖中如果接入電路的「+」和「-0.6」兩個接線柱，則表的示數為_____，如果接入電路的是「+」和「-3」兩個接線柱，則表的示數為_____.
在乙圖中，若選用的量程為0～15 v，則表的示數為_____，若選用的量程為0～3 v，則表的示數為_____.
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