初中物理用電壓表測電壓實驗教案
【目的和要求】
學會正確地使用直流伏特計測量電路兩端電壓;研究串聯電路、並聯電路中電壓的關係。
【儀器和器材】
直流伏特計(J0408型或J0408-1型),乾電池3節,小燈座(J2351型)2個,小燈泡(5伏,0.3安)2個,單刀開關(J2352型),導線若干。
J0408型直流伏特計外形見圖3.6-1,這種伏特計的表頭是磁電式。刻度盤有上下兩種刻度,分別是“-5-0-15”和“-1-0-3”,接線柱分別標有“-”、“3”和“15”。調零器在刻度盤下方。這種伏特計的刻度盤上“0”點不在最左端,而在“0”點左側還有一些刻度,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爲“0-15”和“0-3”,接線柱“+”作爲公共端。
還有的學校用的是交、直流兩用伏特計(圖3.6-3),這種伏特計刻度盤有上下兩種刻度,用直流時量程分別是“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。有五個接線柱,分別標有“-”、“3”、“15”、“45”和“450”標記,“-”作爲公共端,直流檔看下邊刻度,交流檔看上邊刻度。
【實驗方法】
伏特計是電學實驗中常用儀表之一。本實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,首先要看清它是直流的還是交流的;再看它有幾個量程,各是多少伏特,並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'接法是與被測電路並聯,伏特計“+”端接靠近電源正極的點,“-”端接靠近電源負極的點。
實驗步驟:
1.用伏特計測電池和電池組的電壓
用伏特計先測出每節乾電池兩端的電壓,再測出3節乾電池串聯後電池組兩端的電壓。把測得的數據記錄下來,並加以比較。(要注意電池串聯的正確方法,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於串聯的各節電池兩端電壓之和。
2.用伏特計測串聯電路電壓
把兩燈泡、開關、乾電池組成串聯電路,用伏特計先後測出兩燈泡兩端電壓U1和U2,再測出兩燈泡串聯後兩端總電壓U3。把測得的數據記錄下來並加以比較。
思考:串聯電路兩端的總電壓與各部分電路兩端的電壓有什麼關係?
3.用伏特計測並聯電路電壓
把兩燈泡組成並聯電路,再與開關、乾電池串聯起來。用伏特計先後測出兩燈泡兩端電壓U1和U2,再測出並聯電路兩端的總電壓U3。把測得的數據記錄下來並加以比較。
思考:並聯電路兩端的電壓與各條支路兩端的電壓有什麼關係?
【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。接通電路後指針反轉時,應立即斷開電鍵,將伏特計的接線對調。
2.最好選用不同規格的兩個燈泡,串聯時U1和U2纔不相等,以免產生串聯電路各部分上的電壓相等的錯覺。
2.讀取伏特計示數時,要待指針穩定,視線要與錶盤垂直。
【參考資料】
伏特計的簡易故障檢修。
1.測量時如果兩個量程上指針都不動,可能是公共接線柱背後斷開,或是分壓電阻斷開,或是表頭線圈斷開,取下底板檢查。
2.擰動某接線柱時,指針時動時不動,則是該接線柱螺絲帽鬆動,應將其擰緊。
3.伏特計的指針彎曲不正或動圈卡住等故障的檢修方法與安培計相同,詳見前面介紹。
【思考題】
想一想,如果把伏特計誤串聯在電路中,將會對電路產生什麼影響?
提示:因爲伏特計本身電阻很大,串聯在電路中將會增大電路總電阻,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?爲什麼?
提示:用0-3量程。因爲所測電壓在3伏特範圍內,0-3量程刻度每小格示數爲0.1伏特,0-15量程刻度每小格示數爲0.5伏特。用每格示數較小的量程誤差較小。
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