初中物理用電壓表測電壓實(shí)驗教案
【目的和要求】
學(xué)會(huì )正確地使用直流伏特計測量電路兩端電壓;研究串聯(lián)電路、并聯(lián)電路中電壓的關(guān)系。
【儀器和器材】
直流伏特計(J0408型或J0408-1型),干電池3節,小燈座(J2351型)2個(gè),小燈泡(5伏,0.3安)2個(gè),單刀開(kāi)關(guān)(J2352型),導線(xiàn)若干。
J0408型直流伏特計外形見(jiàn)圖3.6-1,這種伏特計的表頭是磁電式?潭缺P(pán)有上下兩種刻度,分別是“-5-0-15”和“-1-0-3”,接線(xiàn)柱分別標有“-”、“3”和“15”。調零器在刻度盤(pán)下方。這種伏特計的刻度盤(pán)上“0”點(diǎn)不在最左端,而在“0”點(diǎn)左側還有一些刻度,可以防止因正負接反而撞壞指針。
有些學(xué)校還有另一種型號的伏特計(圖3.6-2),這種伏特計的量程分別為“0-15”和“0-3”,接線(xiàn)柱“+”作為公共端。
還有的學(xué)校用的是交、直流兩用伏特計(圖3.6-3),這種伏特計刻度盤(pán)有上下兩種刻度,用直流時(shí)量程分別是“0-3”和“0-15”,刻度每小格分別表示0.1伏和0.5伏。用交流時(shí)量程分別是“0-45”和“0-450”,刻度每小格分別表示1伏和10伏。有五個(gè)接線(xiàn)柱,分別標有“-”、“3”、“15”、“45”和“450”標記,“-”作為公共端,直流檔看下邊刻度,交流檔看上邊刻度。
【實(shí)驗方法】
伏特計是電學(xué)實(shí)驗中常用儀表之一。本實(shí)驗是練習使用伏特計,應注意掌握正確使用伏特計的方法。
在使用伏特計時(shí),首先要看清它是直流的還是交流的;再看它有幾個(gè)量程,各是多少伏特,并且弄清楚各量程上每小格所表示的伏特數。再檢查指針是否對準零刻度,若沒(méi)對準就要調零。
要注意伏特計在電路中的接法是與被測電路并聯(lián),伏特計“+”端接靠近電源正極的點(diǎn),“-”端接靠近電源負極的點(diǎn)。
實(shí)驗步驟:
1.用伏特計測電池和電池組的電壓
用伏特計先測出每節干電池兩端的電壓,再測出3節干電池串聯(lián)后電池組兩端的電壓。把測得的數據記錄下來(lái),并加以比較。(要注意電池串聯(lián)的正確方法,如果有一節電池接反了,電池組的電壓將降低。)
思考:電池組兩端的`電壓是不是等于串聯(lián)的各節電池兩端電壓之和。
2.用伏特計測串聯(lián)電路電壓
把兩燈泡、開(kāi)關(guān)、干電池組成串聯(lián)電路,用伏特計先后測出兩燈泡兩端電壓U1和U2,再測出兩燈泡串聯(lián)后兩端總電壓U3。把測得的數據記錄下來(lái)并加以比較。
思考:串聯(lián)電路兩端的總電壓與各部分電路兩端的電壓有什么關(guān)系?
3.用伏特計測并聯(lián)電路電壓
把兩燈泡組成并聯(lián)電路,再與開(kāi)關(guān)、干電池串聯(lián)起來(lái)。用伏特計先后測出兩燈泡兩端電壓U1和U2,再測出并聯(lián)電路兩端的總電壓U3。把測得的數據記錄下來(lái)并加以比較。
思考:并聯(lián)電路兩端的電壓與各條支路兩端的電壓有什么關(guān)系?
【注意事項】
1.在測量前應先估計被測電壓的高低,選擇適當的量程。若難估計被測電壓的高低,應先使用最大的量程試觸,若指針示數很小,再改按小量程的。接通電路后指針?lè )崔D時(shí),應立即斷開(kāi)電鍵,將伏特計的接線(xiàn)對調。
2.最好選用不同規格的兩個(gè)燈泡,串聯(lián)時(shí)U1和U2才不相等,以免產(chǎn)生串聯(lián)電路各部分上的電壓相等的錯覺(jué)。
2.讀取伏特計示數時(shí),要待指針?lè )定,視線(xiàn)要與表盤(pán)垂直。
【參考資料】
伏特計的簡(jiǎn)易故障檢修。
1.測量時(shí)如果兩個(gè)量程上指針都不動(dòng),可能是公共接線(xiàn)柱背后斷開(kāi),或是分壓電阻斷開(kāi),或是表頭線(xiàn)圈斷開(kāi),取下底板檢查。
2.擰動(dòng)某接線(xiàn)柱時(shí),指針時(shí)動(dòng)時(shí)不動(dòng),則是該接線(xiàn)柱螺絲帽松動(dòng),應將其擰緊。
3.伏特計的指針彎曲不正或動(dòng)圈卡住等故障的檢修方法與安培計相同,詳見(jiàn)前面介紹。
【思考題】
想一想,如果把伏特計誤串聯(lián)在電路中,將會(huì )對電路產(chǎn)生什么影響?
提示:因為伏特計本身電阻很大,串聯(lián)在電路中將會(huì )增大電路總電阻,使電路中電流變得很小。
2.如果需要測量的電壓在1.40-1.60伏特之間,應選用0-3量程還是選用0-15量程?為什么?
提示:用0-3量程。因為所測電壓在3伏特范圍內,0-3量程刻度每小格示數為0.1伏特,0-15量程刻度每小格示數為0.5伏特。用每格示數較小的量程誤差較小。
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