最新大学物理实验电子教案教学课件.ppt

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1、实验七实验七 伏安法测电阻伏安法测电阻Experiment 7 Determining resistance using the Voltmeter-ampere methodChapter 3 Fundamental physical experiment 内接法内接法 AXXAXRRIUUIUR 测测测量的相对误差：测量的相对误差： XAXXRRRRRE测内待测电阻阻值的修正公式：待测电阻阻值的修正公式： AAXRIURRR 测测对于给定的待测电阻及已选定的电流表、对于给定的待测电阻及已选定的电流表、电压表究竟采用内接法还是外接法来测定待测电压表究竟采用内接法还是外接法来测定待测电阻，可依

2、据下面的内容来进行判定：电阻，可依据下面的内容来进行判定：VAxRRR VAxRRR 若若内接法误差小于外接法误差；内接法误差小于外接法误差；则外接法的误差小于内接法的误差。则外接法的误差小于内接法的误差。 若若VAXRRR 若待测电阻若待测电阻采用内接法测量或外接法测量待测电阻都可以采用内接法测量或外接法测量待测电阻都可以 其中电压表的内阻其中电压表的内阻和电流表的内阻和电流表的内阻由实验室给出由实验室给出仪器误差仪器误差 instrument error 电压表和电流表的最大允许误差决定于它们的准电压表和电流表的最大允许误差决定于它们的准确度等级。若电压表、电流表的确度等级。若电压表、电流

3、表的 准确度等级准确度等级(degree of accuracy )分别是分别是aU 和和aImUUaU%电流表的最大允许误差：电流表的最大允许误差： 电压表的最大允许误差：电压表的最大允许误差：mIIaI %其中，其中，U是电压表的量限，是电压表的量限，是电流表的量限是电流表的量限 电压的不确定度和电流的不确定度分别取：电压的不确定度和电流的不确定度分别取：mUUUau%31mIIIau %31此时的置信概率是此时的置信概率是0.683。aU 和和aI分别为电压表、电流表的分别为电压表、电流表的准确度等级准确度等级，实验室给出，实验室给出，aU=0.5，aI=0.5。用伏安法测电阻，其电阻的

4、不确定度，由两个分量用伏安法测电阻，其电阻的不确定度，由两个分量组成，一个是电压分量组成，一个是电压分量 和的电流分量，和的电流分量，得电阻的相对不确定度为得电阻的相对不确定度为:书公式书公式（3.7.12）22IuUuRUIUR若要求电阻的相对不确定度若要求电阻的相对不确定度0.5%, 可证两表指针可证两表指针偏转量应同时大于满度的偏转量应同时大于满度的1/2。可见两表指针偏转量应越接近满偏，可见两表指针偏转量应越接近满偏，电阻的相对不确定度则越小。电阻的相对不确定度则越小。 【实验仪器实验仪器 experimental device】直流稳压电源直流稳压电源 滑线变阻器滑线变阻器 直流电流

5、表直流电流表 直流电压表直流电压表 【实验任务【实验任务 experimentalassignment】分别测量标称值为分别测量标称值为20、220及及510的电阻的电阻的实际阻值，并要求测量结果的相对不确定度的实际阻值，并要求测量结果的相对不确定度%5 . 0RUR【实验步骤【实验步骤 experimentalstep】1根据待测电阻根据待测电阻RX的标称值分别选择合适的电压表、的标称值分别选择合适的电压表、电流表量限，使电流表量限，使Um Im与被测电阻的标称值接近。与被测电阻的标称值接近。如：如：Rx =20，选，选Im=75mA、Um=1.5V，20075. 05 . 1mmIUIm=

6、15mA：RA1.7；Im=30mA：RA0.9；Im=75mA：RA0.4；RA与与RV值实验室给出值实验室给出: Um=1.5V：RU1.5k；Um=3.0V： RU3.0k；Um=7.5V ：RU7.5k；2根据待测电阻的标称值及相应的根据待测电阻的标称值及相应的RU、RA值，与值，与UARR的数值比较，决定采用内接法或外接法。的数值比较，决定采用内接法或外接法。3按照按照“走线合理、操作方便、易于观测、实验安全走线合理、操作方便、易于观测、实验安全”的原则布置仪器，并按图的原则布置仪器，并按图2接好线路（电路图可自行设接好线路（电路图可自行设计）（稳压电源应首先旋至输出较低位置，滑线变

7、阻计）（稳压电源应首先旋至输出较低位置，滑线变阻器也应调至适当位置）。器也应调至适当位置）。4根据待测电阻的标称值及确定的接法，把根据待测电阻的标称值及确定的接法，把K2打向打向左侧或右侧，用单次测量法依次分别测量各电阻。左侧或右侧，用单次测量法依次分别测量各电阻。RxVmAREKKU(v) I (mA) 测量值Rx修正值 Rx相对不确定度 UR/R结果表达式： 测得的数据记入下列表格中。测得的数据记入下列表格中。采用采用_法，表的量程法，表的量程Vm _ ,Im _, RA _ ,RV _%1001(/ RURRRXX说明：说明：5组读数都要从表的半偏开始读数。组读数都要从表的半偏开始读数。

8、 最后一格按电流表、电压表先满偏为准测另一项。最后一格按电流表、电压表先满偏为准测另一项。电压的不确定度和电流的不确定度分别取：电压的不确定度和电流的不确定度分别取：mUUUau%31mIIIau %31aU 和和aI分别为电压表、电流表的准确度等级，分别为电压表、电流表的准确度等级，实验室给出，实验室给出，aU=0.5，aI=0.5。电阻的相对不确定度为电阻的相对不确定度为:书公式书公式（ 3.7.12 ）22IuUuRUIUR电表的准确度等级分为：电表的准确度等级分为：a=0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级。七个等级。电流表的准确度等级的定义电流表的准确度等级的定义：如在电流表的所有如在电流表的所有指示值指示值I的刻度上检验它与客观值的刻度上检验它与客观值I0的差异，这个的差异，这个差异就是表的误差差异就是表的误差I= I I0。在不同的刻度下。在不同的刻度下误差不同。其中最大的误差项用误差不同。其中最大的误差项用Im表示（可正表示（可正亦可负）。被校表的等级数为：亦可负）。被校表的等级数为：100mmIIIa其中，其中，Vm、Im是电压表、电流表的量限是电压表、电流表的量限100mmVVVa同理电压表的准确度等级的定义：同理电压表的准确度等级的定义：return27 结束语结束语