大学物理设计性实验.doc

班级:111111111111姓名: 8899898999学号:20556266662222555实验一 欧姆定律实验电路设计与仪表选择一、 实验目的1. 学习电路的设计,练习连接电路。2. 学会几种常用电学仪器和电表的选用及使用。3. 学习对可定系统误差的处理方法。二、 实验原理1. 按照一段电路的欧姆定律,电阻R1两端的电压V与流经电阻的电流满足线性关系VR1IR1可以由作图法通过V-I直线的斜率直接求得。2. 实验电路的设计下图伏安法测电阻的实验电路图V 下面我们分别从滑线变阻器控制电路中电流和电压变化的性能以及电流表、电压表接入方式引起的系统误差两个角度来对电路总体设计进行研究。三、实验仪器 电源、滑动变阻器、电流表（0-5-50mA）、电压表（0-1.5-3.0V）、电阻箱、单刀单掷开关、单刀双掷开关四、实验内容及步骤1. 根据设计好的电路图连接好线路。2. 把R1的阻值调到10欧姆。3. 把K2接通2触点。4. 调节R，分别读出电流表和电压表的读数，并记录。5. 重复步骤4，得到六组数据。6. 把K2接通1触点，重复步骤4和5。7. 把R1的阻值调到560欧姆，重复步骤3、4、5和6。五、 实验数据及分析a) R1=10欧姆，K2接触点2时（电流表外接） U/V0.010.030.040.060.080.09R测的平均值I/mA2.55.08.010.012.515.05.567R测46566.46误差：（|R测-R1|）/R1100%=(|5.567-10|)/10100%=44.33%b) R1=10欧姆，K2接触点1时（电流表内接）U/V0.030.070.090.130.160.18R测的平均值I/mA2.04.56.59.011.013.514.454R测1515.55613.84614.44414.54513.333误差：（|R测-R1|）/R1100%=(|14.454-10|)/10100%=44.54%c) R1=560欧姆，K2接触点2时(电流表外接)U/V0.100.200.300.400.500.60R测的平均值I/mA0.350.701.001.351.702.00293.6403R测285.714285.714300296.296294.118300误差：（|R测-R1|）/R1100%=(|293.6403-560|)/560100%=47.56%d) R1=560欧姆，K2接触点1时(电流表内接)U/V0.070.200.400.500.600.80R测的平均值I/mA0.100.250.450.650.801.00780.52R测700800888.889769.231725800误差：（|R测-R1|）/R1100%=(|780.52-560|)/560100%=39.38%六、 实验小结 通过对实验误差的分析，我们可以得出这样一个结论：当被测电阻阻值较小时，适合用电流表外接法；当被测电阻阻值较大时，适合用电流表内接法。实验二 用补偿法“改装”电表的研究一、 实验目的1. 掌握电学实验中的补偿原理。2. 进一步掌握实验仪器的配置。3. 学习用最小乘法处理实验数据。二、 实验原理1. 补偿原理下图所示的电路，是一个补偿原理图。图中电动势为Ex和E1的两个电池相向的连在一起，其中E1的电动势大小可以连续调节，而且可以准确读出。显然当E1Ex或E1Ex时，回路中都有电流流过，而且这两种情况下电流方向正好相反。只当E1=Ex时，电流为零。称这时电路处于补偿状态。G2. 电表的“改装”为了使测量的误差最小，就是要让电流表的“电阻”最小、电压表的“电阻”最大。这就需要用补偿原理的方法来实现。电压表的“改装”如图（a）,电流表的“改装”如图（b）VGAV图（a）AGV图（b）三、 实验仪器电源、滑动变阻器、电阻、电阻箱、开关、检流计、电流表（0-50mA）、电压表（0-3V）四、 实验内容及步骤1. 按图（a）接好电路，调节电阻箱Rx=10欧姆，闭合开关K1和K2。2. 调节R1和R2，使得流过检流计G的电流为零，分别读出电流表和电压表的示数。3. 改变R1的阻值，调节R2使流过检流计G的电流为零，分别读出电流表和电压表的示数，并记录表1中。4. 重复步骤3的操作，获得六组数据。5. 按图（b）接好电路，调节电阻箱Rx=560欧姆，闭合开关K1和K2。6. 调节R1和R2，使得流过检流计G的电流为零，分别读出电流表和电压表的示数。7. 改变R1的阻值，调节R2使流过检流计G的电流为零，分别读出电流表和电压表的示数，并记录表2中。8. 重复步骤7的操作，获得六组数据。五、 实验数据及分析表1：U/V0.1100.1350.150.2000.2500.300R测的平均值I/mA13.6516.6018.5020.6524.1031.009.0058R测8.0598.1338.1089.68510.3739.677误差：（|R测-Rx|）/Rx100%=(|9.0058-10|)/10100%=9.94%表2：U/V1.8502.1103.9105.6006.1157.375R测的平均值I/mA3.403.957.059.2511.0013.40557.435R测544.12534.18554.61605.41555.91550.38误差：（|R测-Rx|）/Rx100%=(|557.435-560|)/560100%=0.46%六、 实验小结补偿方法的特点是不从测量对象中支取电流，因而不干扰被测量的数值，测量结果准确可靠。通过实验也可以看出，经“改装”后的电表测量精度提高了不少。实验总结在这一周的实验里，我明白了物理实验是一门综合性和技术性很强的试验课程。设计性实验是学生在教师的指导下，根据给定的实验目的和实验条件，自己设计实验方案、选择实验器材、拟定实验程序，自己加以实现并对结果进行分析处理的实验。周一上午，老师给我们讲了一下这次实验的内容及基本的方法和步骤。接下来的一天半时间是由我们自己去找资料，设计实验方案。虽然这周的这两个实验不是很难，但是要在一个人独立地很好的完成它并不的件容易的事情。因为在中学时做过伏安法测电阻的实验，所以这个实验做起来并不的很难，没花很多时间就把实验设计法案写出来了。但是，第二个实验的方案就不是那么容易了，周二上午到学校图书馆找了找资料，找到一本哈尔滨工业大学出版社出版的大学物理实验，又复习了一下补偿原理及电位差计的相关知识。通过学习，脑子里有点头绪了，但离完成方案还有段距离。下午，又在网上找找相关的内容，做后和同学一起讨论，最终实验方案总算是基本完成了，也就意味着整个实验的第一阶段算是完成了。虽然以前我也经常会去图书馆看看书，但这次在图书馆的感觉和以前任何一次都觉得不同。以前，我们去图书馆是随便看看书，从来没有像这次一样目的性那么强。在这么多的书里头找你要的东西并不是件容易的事情，还好现在的科学技术那么发达，有了电脑自动检索系统，所以我也没花很多时间就找到了我要的书。这给了我一个启示：在现在信息社会时代，第一时间掌握第一手信息资料是多么的重要。周三上午，我们把设计好的实验方案交给老师批阅。下午，老师把我们的实验方案发回给我们，并给我们讲评了一下。通过老师的讲评，我发现了自己方案中的不少错误，不过这么一经老师讲评，一下子就有一种豁然开然的感觉。还有一会儿才下课，我们就把实验一做了一下，因为对实验一比较熟悉，所以很快我们也就做完了。周四上午，我们把实验二完成了。虽然这个实验的电路相对实验一来说复杂了一点，但是我们仔仔细细的克服了重重困难，最终还是圆满完成了。下午回来就在宿舍把这次实验的数据处理了一下。说实话我从来没一下子处理过那么多数据，所以刚开始时无从下手。开始时是用笔和纸一个劲的猛算，到头来一片混乱，弄的糊里糊涂的，后来我发现可用Excel办公软件来处理，一下子工作量减少了，