高二物理競賽靈敏電流計的研究課件共19張

靈敏電流計的研究實驗?zāi)康?/p>

1.通過對靈敏電流計參數(shù)的測定，了解靈敏電流計的構(gòu)造及工作原理；

2.掌握靈敏電流計的使用；

3.掌握換向開關(guān)的用法。實驗儀器

AC15/2型復(fù)射式直流檢流計，電阻箱2個，滑動變阻器1個（200Ω15A），直流穩(wěn)壓電源（3v），雙刀雙擲開關(guān)，數(shù)字萬用表，導(dǎo)線11根，萬用表線2根。內(nèi)阻臨界外阻分度值阻尼時間+/-接線柱零點調(diào)節(jié)220v/6v讀數(shù)盤光標靈敏電流計面板短路/直接實驗原理

1.靈敏電流計的構(gòu)造及工作原理

(1)線圈懸在金屬絲線上，有效減小了線圈轉(zhuǎn)動時所受阻力；

(2)金屬絲線上固定小平面反射鏡——放大。2.電流線圈的阻尼運動

通入電流安培力力矩轉(zhuǎn)動切割磁力線電磁感應(yīng)感應(yīng)電流安培力力矩

楞次定律阻礙（電磁阻尼）二力矩平衡，光標靜止在相應(yīng)位置線圈回路的總電阻（歐姆定律）感應(yīng)電流大小阻尼大小線圈本身電阻（電表的內(nèi)阻Rg

）較小（約數(shù)百Ω

）線圈的阻尼狀態(tài)為過阻尼（外在表現(xiàn)為線圈轉(zhuǎn)動緩慢，光標慢慢接近平衡位置，不來回擺動）不利于測量與線圈串聯(lián)電阻Rout

改善線圈阻尼狀態(tài)Rout很大時，感應(yīng)電流很小，阻尼也很小極端欠阻尼狀態(tài)；Rout很小時，感應(yīng)電流很大，阻尼也很大極端過阻尼狀態(tài)；Rout合適時，感應(yīng)電流合適，阻尼也合適臨界阻尼狀態(tài)（線圈最理想的狀態(tài)），此電阻稱為電表的臨界外阻Rc。靈敏電流計主要技術(shù)參數(shù)：內(nèi)阻Rg、臨界外阻Rc、分度值K、臨界阻尼時間t

com貼紙片不貼紙片(Rout)02實驗步驟

1.

在數(shù)據(jù)記錄紙上記錄銘牌上生產(chǎn)廠家提供的參數(shù)：內(nèi)阻Rg、臨界外阻Rc、分度值K、臨界阻尼時間t

；

2.查看儀器后邊的插銷是否在220v上，前面面板分流器打在短路檔、6v上（實驗結(jié)束時，儀器要恢復(fù)為此狀態(tài)）；

3.接通儀器電源，分流器打在短路檔、220v上，查看有無光標（實驗結(jié)束時，老師要檢查有無光標），然后打向6v，接線；

4.接好線后，先把參數(shù)調(diào)好：調(diào)R使V

=0v，R0=

2Ω

，R1=99990Ω

（暫取最大），R2

=Rc=銘牌，開關(guān)K打在中立，然后讓老師查線；

5.確認無誤后，先調(diào)零點，此時分流器打在直接檔、220v上（儀器不能再搬動，光標也不用關(guān)），開關(guān)打在中立；

6.接通穩(wěn)壓電源，調(diào)E

=3V，改變R使V=1v，此時把開關(guān)K合向一側(cè)，調(diào)R1（約在7-9kΩ之間）使光標運動到40分度，記下R1的值，在此后的實驗過程中，R0和R1的值不再改變；7.

觀察不同Rout時，電流計的阻尼運動：依次改變R2為下表數(shù)值（注意：改變R2時，開關(guān)打在中立），觀察時把開關(guān)合向一側(cè)后立即再打到中立，觀察光標回零過程中的運動狀態(tài)（運動快慢、有無擺動）；

R20

Rc/2

Rc3Rc/2

∞

光標運動情況(極慢，無擺動)（較慢，無擺動）（快，無擺動）（較快，擺動）（極快，擺動）

阻尼狀態(tài)（極端過阻尼）（過阻尼）（臨界阻尼）（欠阻尼）（極端欠阻尼）8.測Rg：先調(diào)零，依次改變R2為下表數(shù)值，把開關(guān)合向一側(cè)，調(diào)R使光標運動到40分度，記下相應(yīng)的V值；將表內(nèi)各組數(shù)據(jù)分別代入此式，計算，最后求出平均值。246

Rc10129.測分度值K：先調(diào)零，R2

=Rc=銘牌，把開關(guān)合向一側(cè)，調(diào)R使光標運動到10分度，記下相應(yīng)的V值，再把開關(guān)合向另一側(cè)，記下光標往另一側(cè)偏轉(zhuǎn)的分度數(shù)；采用作圖法求分度值：在直角坐標紙上建立坐標系，以為橫坐標，以為縱坐標，則依據(jù)表中數(shù)據(jù)可以標出6個點（理想情況下在一條直線上，但由于實驗誤差原因，并不在一條直線上），綜合6個點的位置情況，作出一條直線，在直線上取2個點，依據(jù)其坐標計算直線斜率即為分度值K（A/div，安培/格）。102030405060模擬法測繪靜電場

實驗?zāi)康?/p>

1.

學(xué)會用模擬方法測繪具有相同數(shù)學(xué)形式的物理場；

2.

描繪出分布曲線及場量的分布特點；

3.

加深對各物理場概念的理解；

4.

初步學(xué)會用模擬法測量和研究二維靜電場。實驗儀器

GVZ-3型導(dǎo)電微晶靜電場描繪儀（包括導(dǎo)電微晶、雙層固定支架、同步探針等）。

實驗原理

所謂模擬法，就是通過一定的方法模仿實際情況進行測量的方法，其特點是仿造一個電場（稱為模擬場），使之與待測的靜電場完全一致，且兩個電場相對電勢函數(shù)相等。例如，同軸柱面靜電場的電勢函數(shù)為，而恒定電流場的電勢函數(shù)為，而且當用探針測模擬場時，它又不會受干擾。因此，利用它可以間接測量被模擬的靜電場。實驗裝置及接線圖顯示屏探針測量7-13V校正/測量調(diào)節(jié)鈕開/關(guān)探針覆蓋白紙實驗步驟

1.測量同軸柱面形電極的等勢面，分別測0、2、4、6、8、10v各8個點；（電源10v）

注意:(1)正極區(qū)域電勢都是10v，要求測出正極外輪廓，即所測數(shù)據(jù)點位于正極最外邊緣上，同理，負極區(qū)域電勢都是0v，要求測出負極內(nèi)輪廓，即所測數(shù)據(jù)點位于負極最內(nèi)邊緣上；(2)在數(shù)據(jù)記錄紙上記錄：正極ra=5mm，負極rb=75mm，電源V0=10v。正極負極電源0v，內(nèi)邊緣2v4v6v8v10v，外邊緣表1

測量同軸柱面形電極的等勢面

0246810

r(mm)

依據(jù)數(shù)據(jù)記錄紙上所測數(shù)據(jù)點，

(1)完成表1；

(2)在直角坐標紙上，以為橫坐標，為縱坐標，標出6個點（理論上在一條直線上），作出一條直線；

(3)在數(shù)據(jù)記錄紙上描繪等勢面和電場線（二者相交處互相垂直）。（參閱《大學(xué)物理》上冊P191）

2.

測兩圓柱形電極的等勢面（即兩長直平行導(dǎo)線的靜電場分布），分別測0、1、2、3