大学物理实验教案部分电表的改装与应用

"大学物理实验教案部分电表的改装与应用" 作为一名专业的IT行业大师，我将对给定的文件信息进行详细的分析和解释，并生成相关的知识点。 一、实验目的 本实验的目的是验证欧姆定律，掌握伏安法测电阻的方法，掌握电压表、电流表、电阻箱的正确使用方法。 二、实验仪器 实验仪器包括电表改装试验箱、电源、可变电阻、标准电流表G0、电阻箱R等。 三、实验原理 实验原理包括表头内阻的测量、表头改装成电流表、电表的校准等部分。 3.1 表头内阻的测量 在测量表头内阻时，采用替代法，闭合开关1，断开开关2，调节可变电阻和电源电压，使得表头G满偏（或某适当值），记下标准电流表G0的读数。然后，断开开关1，闭合开关2，把电阻式电阻箱先调到100Ω（灰色的2000Ω），机箱电路通电，调节电阻箱R的值，使标准电流表G0的读数与刚刚相同。这时电阻箱R上的指示数等于表头的内阻R=𝑅𝑔。 3.2 表头改装成电流表 表头只能用来测量小于其量程的电流，如果测量超过其量程的电流，就必须扩大量程，扩大量程的方法是在表头的两端并联一个分流电阻𝑅𝑆。设新电流表量程为𝛪，则当流入电流为𝛪时，由于流入表头的电流为𝐼𝑔，所以流入分流电阻𝑅𝑆上电流为𝛪 ― 𝐼𝑔，因电表与𝑅𝑆并联，则有𝐼𝑔𝑅𝑔 = 𝛪 ― 𝐼𝑔 𝑅𝑆𝑅𝑆是表头的内阻，由上式可算出应并联的分流电阻为𝑅𝑆 = 𝐼𝑔𝑅𝑔/（𝛪 ― 𝐼𝑔）。令𝐼𝐼𝑔 = 𝑛，n 是量程的扩大倍数，则分流电阻为𝑅𝑆 =1/（𝑛 ― 1）𝑅𝑔。 3.3 电表的校准 电表经过改装或经过长期使用后，必须进行校准。其方法是将待校准的电表和一准确度等级较高的标准表同时测量一定的电流或电压，分别读出被校准的表各刻度的值𝛪和标准表所对应的值𝐼𝑆，得到各刻度的修正值：δ𝐼 = 𝐼𝑆 ― 𝐼，以𝐼为横坐标，δ𝐼为纵坐标画出电表的校正曲线，两个校准点之间用直线连接，整个图形是折线状。 四、实验内容和步骤 实验内容和步骤包括测量表头内阻、将给定表头改装成电流表、电表的校准等部分。 4.1 测量表头内阻 实验内容及方法见前面实验原理。 4.2 将给定表头改装成电流表 (1)按电路图连接电路，根据公式计算出分流电阻的阻值𝑅𝑆，并在电阻箱上调出𝑅𝑆的值，同时调节变阻器r至阻值较小的位置（靠近B）。 (2)校准改装表的机械零点。 (3)闭合电压开关，调节r，使标准表的示数为15mA，观察被改装表G是否刚好满偏刻度，若不是，调节𝑅𝑆使标准表为15mA时表头正好满刻度，记下此时电阻箱的读数𝑅 ′𝑆，𝑅 ′𝑆为分流电阻的实际读数。 4.3 电流表的校准 调节r，使表头示数（取整格数）逐次变小，记下对应的标准电流表的读数𝐼𝑆。然后，再使表头示数逐大增大，记下对应标准电流表的读数𝐼 ′𝑆。分别取其平均值 𝐼𝑆 = 𝐼𝑆 + 𝐼 ′𝑆/2。根据改装表和标准表的对应值，算出各点的修正值𝛿𝐼 = 𝐼𝑆 ― 𝐼，在坐标纸上画出以𝛿𝐼为纵坐标，𝐼为横坐标的𝛿𝐼 ― 𝐼校正曲线，并计算改装后电流表的准确度等级K。 五、实验数据记录和处理 使用书上表格记录实验数据，并对数据进行处理和分析。 六、实验注意 (1)电源电压取值小于2V，以免损坏微安表表头。 本实验教案旨在验证欧姆定律，掌握伏安法测电阻的方法，掌握电压表、电流表、电阻箱的正确使用方法，并通过实验内容和步骤，帮助学生更好地理解电表的改装和应用。