微小多用壓強計

科學實驗
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微小多用壓強計（下稱多用計）主要由小型氣室和具有放大作用的指標系統組合而成。本儀器靈敏度高，可見度大，換用不同的探頭可代替U型微小壓強計和溫度計做多種物理實驗。

【製作方法】

此實驗裝置如圖5．14-1所示。

氣室：取一隻口徑為3釐米左右的塑料小瓶（瓶蓋為插入式），將直徑與小瓶內徑相同的一硬質圓片嵌入瓶口內1釐米處並與瓶內壁圓周粘牢。在圓片上和瓶底的對應位置分別鑽兩個小孔，截兩段5釐米長的廢圓珠筆心插入孔內，必須使筆心、圓片、瓶壁三者接合部分密不透氣。再把小塑料瓶蓋的中心部分挖去，磨去毛邊，形成一個圓環，然後剪一片橡皮薄膜，平整地蓋在瓶口上，當瓶蓋蓋上時，橡皮膜被壓入瓶內並張緊，橡皮膜與瓶內圓片間即為氣室。氣室尾部露出的兩段筆心分別接兩根長短不同的氣門心皮管。長的一根為進氣管，接各種探頭。短的一根用夾子夾緊，放鬆夾子，可使氣室與大氣相通，使指標復零。

指標系統由連桿、指標和標尺屏構成。用硬卡紙剪成條形連桿，一端剪開，折成叉狀用膠水粘在氣室橡皮膜的中心，另一端用大頭針與卡紙做成的指標相連，見圖5．14－1。指標的長度和標尺屏的尺寸可根據需要選取。另用一大頭針穿過指標下部的上孔，把指標固定在標尺屏上，大頭針做為指標的轉軸。指標軸孔到連桿的距離約為8毫米，指標下都需適當配重，以使指標的重心接近轉動軸，指標保持平衡。這種指標系統的特點是連桿受力推動指標下端轉動時，因動力臂遠大於阻力臂，指標很容易轉動，同時，由於指標很長，即使轉過不大的角度，指標上端也移動較長的一段圓弧，因而大大地提高了靈敏度。標尺屏上的刻度可根據實際需要標定。

為滿足不同實驗的要求，在上述設計的基礎上，還可製成幾種不同形式的多用計。

記憶式多用計：在多用計上增加一根“記憶”指標，即構成記憶式多用計。記憶指標的製作與原指標相同，安裝與原指標同軸，原指標底端做一可前後調節的凸起（圖中未畫出），使原指標可帶動記憶指標同步偏轉，而原指標復原時，記憶指標靠摩擦留在原處，起到記憶的作用。

並聯比較式多用計：將兩個多用計前後並列在同一底座上（圖5．14－2），使兩指標轉軸共線，共用一塊透明標尺屏。實驗中，透過標尺屏可以直觀地看到某物理量的不同情況。

串聯壓差式多用計（圖5．14－3）：將連桿的兩端分別粘在對稱的兩隻氣室的橡皮膜上，利用兩氣室的壓力差而使連桿帶動指標。

【使用方法】

1．壓強大小與壓力和受力面積有關

用一根長約1米、直徑8毫米的乳膠管，按圖5．14－4所示做成板式壓力探頭，並和記憶式多用計進氣管相連。另做一個如圖5．14－5所示的小凳，先使凳腳朝下放在探頭的乳膠管上，將兩根指標夏零後，加上重物，指標偏轉；增加重物，指標偏轉增大，說明壓強與壓力有關。撤去重物，指標復零，記憶指標留在原位。再使凳面朝下，放在探頭的乳膠管上，再加與上次相同的重物，可看到指標偏轉小於記憶指標所指刻度。說明壓強與受力面積有關，如圖5．14－5所示。

2．液體內部壓強

多用計外接J2113型液體內部壓強演示器，就可以演示盛水容器中深度和壓強的關係，如圖5．14－6所示。如果盛水容器是軟質塑料瓶，用手擠壓瓶的兩側時，水的深度發生變化，指標位置也發生變化，表明水中的壓強與水量的多少無關，只與水的深度有關。

3．體積與壓強多用計外接一支2毫升注射器，實驗開始時使注射器內容積為2毫升，將指標置零。將注射器柱塞逐步推入，再逐步抽出，指標相應地向右和向左偏轉，表示一定量的氣體（忽略溫度變化）壓強與容積的關係。參見圖5．14－7。

4．分子擴散

將多用計外接一個圓柱形多孔素燒筒（一種不上釉的陶瓷），另取一燒杯，杯口朝下，罩住素燒筒，向杯內充氫氣，如圖5．14－8所示。可以看到由於氫分子的擴散，素燒筒內的壓強增大，指標偏轉。當拿掉燒杯後，壓強減小，指標復零。

5．粗測氣壓

做一架小巧的多用計，其標尺已由實驗對照氣壓表標定。將標定後的多用計放入鐘罩內，與氣室相連的進氣管開啟。當向鐘罩內充氣或從鐘罩內抽氣時（如圖5．14－9），指標會發生偏轉，指出罩內當時的氣壓。

6．抽水機中心壓強

將多用計進氣管接到離心式水泵模型葉輪的中心處（圖5．14－10），當抽水機旋轉時，指標顯示出該中心區為低壓區。

7．虹吸管內壓強小於大氣壓強

將虹吸管的彎曲部位接一豎直的導管，並與多用計的進氣管相接。實驗前將導管夾住，將指標置零。當虹吸管內水開始流動時，鬆開夾子，可看到指標向壓強小的方向偏轉，說明此處的壓強小於大氣壓強，如圖5．14－11所示。

8．密閉液體傳遞壓強

找一隻扁平的小圓盒（如面油盒）。盒的側面安裝導氣管，蓋的中心部位挖去，壓入橡皮膜，形成一個壓力探頭。取一廣口瓶，瓶蓋下安置壓力探頭，再與多用計的進氣管相接，瓶內裝水接近瓶口，探頭浸沒在水中，如圖5．14－12所示。實驗時先使指標置零，再由彎管向瓶內充氣，可看到指標向壓強大的方向偏轉，氣體的壓強經液體傳到了探頭。