实验目的
1.掌握游标卡尺和螺旋测微器的原理及读数方法。
2.练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。
3.测量金属丝的电阻率。
实验原理
1.游标卡尺
(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪),游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。
(2)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其读数见下表:
刻度格数
(分度)
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刻度总长度
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每小格与 1 mm的差值
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精确度
(可准确到)
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10
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9 mm
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0.1 mm
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0.1 mm
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20
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19 mm
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0.05 mm
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0.05 mm
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50
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49 mm
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0.02 mm
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0.02 mm
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(3)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+K×精确度)mm。
2.螺旋测微器
(1)构造:如图所示,螺旋测微器的测砧A和固定刻度G是固定在尺架F上的;可调刻度H、旋钮K、微调旋钮K′是与测微螺杆P连在一起的,通过精密螺纹套在G上。
(2)原理:可调刻度H上的刻度为50等份,每旋转一周,螺杆前进或后退0.5 mm,可调刻度每转过一等份,螺杆前进或后退0.01 mm,则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
(3)读数
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。
②测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
③如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,而从可调刻度上读的示数为15.0,最后的读数为2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
3.电阻率的测量原理
(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理如图所示。
(2)用毫米刻度尺测出金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,算出横截面积S。
(3)由电阻定律R=ρ,得ρ===,求出电阻率。
实验器材
毫米刻度尺,螺旋测微器或游标卡尺,直流电流表和直流电压表,滑动变阻器(阻值范围0~50 Ω),电池组,开关,被测金属丝,导线若干。