【知识点详解】
1. 电流表的内接法与外接法:
- 内接法:电流表被内置于待测电阻与电源之间,测量的是通过待测电阻的电流,但由于电流表自身的电阻(R测)较小,使得电压表实际测量的是包括电流表在内的总电压(U测>UR),适合测量阻值较大的电阻。
- 外接法:电流表连接在待测电阻的外部,测量的是整个回路的电流,因此电压表测得的是待测电阻两端的真实电压(UR>R测)。适用于测量阻值较小的电阻。
- 内、外接法的选择依据是Rx与R真(电流表内阻)的关系。当Rx<R真时,选用外接法;当Rx>R真时,选用内接法。
2. 滑动变阻器的限流式与分压式接法:
- 限流式:滑动变阻器串联在电路中,通过改变其电阻来限制电流,适合于待测电阻阻值较小且能有效控制电流的情况。
- 分压式:滑动变阻器并联在待测电阻两端,通过调整其电阻改变待测电阻两端的电压,适合于需要电压从零开始调节或者待测电阻阻值较大时使用。
- 选择原则:若需电压连续可调,必须采用分压式;若待测电阻阻值远大于滑动变阻器总电阻,或限流方式无法满足电流控制需求,应选分压式。
3. 实验设计与操作:
- 在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,应选择合适的电流表、电压表和滑动变阻器。例如,选择量程适合的电流表和电压表,以及便于控制电压变化的滑动变阻器。
- 为了实现电压和电流的零起点调节,滑动变阻器应采用分压式接法;对于小灯泡这样的小电阻,电流表通常采用外接法。
4. 电表的读数技巧:
- 电表读数时要考虑到最小刻度,通常需估读到最小刻度的下一位,除非最小刻度本身已经包含小数点。
- 游标卡尺读数:主尺整毫米数加上游标尺读数与最小分度值的乘积。
- 螺旋测微器读数:固定刻度加上可动刻度示数(估读一位)乘以分度值。
5. 电阻率的测量:
- 使用游标卡尺和螺旋测微器分别测量电阻丝的长度和直径,再用多用电表或伏安法测量电阻,最后根据电阻定律(R=ρL/S)计算电阻率,其中S=π(d/2)^2是电阻丝的横截面积。
本章内容涵盖了电路基础知识,如电流表的内接法和外接法、滑动变阻器的接法选择,以及实验操作中的电表读数和电阻率的测量方法,旨在提升学生的物理观念和实验素养。