研究性实验报告-伏安法测电阻

北京航空航天大学物理研究性实验报告图8半偏法侧Rg和Ki，数据记录如下：表格SEQ表格\*ARABIC3半偏法测检流计的内阻和电流常数R1/ΩR0/ΩU//VR2/Ω73.755991.210409故检流计内阻为：Rg=10409Ω由公式Ki=R1不确定度的计算：首先计算Rg的不确定度，Rg的大小是根据R2计算求得的，因此：∆Rg=∆R2所以Rg的不确定度为u则检流计内阻：R检流计电流常数不确定度的计算：对Ki=RU(Ki∆R1同理可得R0的不确定度为：u电压V的不确定度：电压表的量程是1.5V,则电压表误差限是：∆u=1.5V×1%=0.015V所以电压表的不确定度：U带入U(Ki则U所以K3伏安法测高电阻数据记录如下：表格SEQ表格\*ARABIC4伏安法测高电阻UdRs2.08V20div200ΩRx=Rs根据公式Rx≈UK现计算Rx电压表量程3V所以：∆u=3V×1%=0.03V则电压的不确定度为：U(对Rx=UKid两边求导有所以U(Rx)=所以最后结果：R4惠斯通电桥测中电阻1自组惠斯通电桥测中电阻根据REF_Ref341548611\h图9惠斯通电桥连接电路图，调节Rn的值使电桥达到平衡，记录此时Rn的读数。交换Rn和Rx重新调节电桥平衡，记录此时Rn的数值为Rn’，数值记录如下表：表格SEQ表格\*ARABIC5自组惠斯通电桥测中电阻一二Rn/Ω476467所以待测电阻的读数：Rx=R不确定度的计算：由于只进行了一次电阻的测量，故Rx对Rn电阻箱的准确度等级为：×100∆Rn=400×0.1%+70×0.2%+6×0.5%+0.005同理可计算Rn'∆Rn'=400所以不确定度为：uaRn因为Rx=RU仪(所以U仪Rx现计算由检流计灵敏度造成的误差：经检测知Rn改变1Ω检流计偏转5个小格，因为R1≈Ru所以不确定度合成：u=所以最终结果：R2QJ45型箱式电桥测中电阻数据记录如下：表格SEQ表格\*ARABIC6QJ45型箱式电桥测中电阻一二Rn/Ω471.4467.1经计算得R箱式电桥最大标度盘示值10010，取值倍率比为0.1，则有效量程为10010×0.1=1001，取R0=1000，准确度级别为0.1%则∆U仪=0.1%现计算由仪器灵敏度带来的误差：检流计改变5个小格，Rn改变3Ω，则∆则由仪器灵敏度带来的误差限为：∆u灵=合成不确定度：u=所以测得电阻阻值为：R5实验内容方法改进VA1VA图SEQ图\*ARABIC10伏安法测电阻改进在进行实验伏安法测电阻的时候，要分别采用内接法和外接法进行误差判断，在判断的时候要重新连接电路，这比较麻烦，可以采用REF_Ref341763864\h图SEQ图\*ARABIC10伏安法测电阻改进2伏安法测电阻改进电路测电阻不管是内接法还是外接法电流表和电压表测得的数据都是有系统误差的，我设计了一种电路，用这种电路可以消除系统误差，设计思路如下：A1A2VR2RxS2S1外接法的电压测量值为真实值,电流测量值为IA=IV+Ix;而内接法的电流测量值为真实值,电压测量值为U=UA+Ux.综合以上两种电路的优点,设计电路REF_Ref341775098\h图11A1A2VR2RxS2S1具体操作方法如下：断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻R2，使通过A2的电路I图SEQ图\*ARABIC11伏安法测电阻改进电路闭合开关S2，则此时由于电压表接入电路产生分压作用，通过电阻Rx和电流表A2的电流改变，但是I2图SEQ图\*ARABIC11伏安法测电阻改进电路R6实验误差分析内接法测电阻，电流表的分压作用使电压表显示的电压并不是电阻Rx两端的真实电压。在检流计内阻的测量等实验中用到的已知电阻均用电阻箱代替，电阻箱存在接触电阻，因此电阻箱的示数并不是真实的电阻值。检流计，电流表，电压表的灵敏度会给实验带来误差。电路连接的时候在接触点会产生接触电阻。惠斯通电桥测中电阻电桥灵敏度会产生误差。检流计，电流表，电压表读数的时候可能会产生人为误差。7实验感想研究性实验报告的撰写至此将告一段落，原本是想一下午写完，但在图书馆呆了一下午之后才写完了第一部分实验原理。之后就是查阅资料，处理数据，计划一下午写完的东西拖了3天才看起来有点大致的轮廓。伏安法测电阻是高中的时候就接触到的实验，那时候做实验的时候老师就苦口婆心的劝我们实验要认真做，还强制性的要求我们上交实验报告。而那个时候的实验报告就是一张纸，写上实验步骤，数据记录，最后结果和实验感想，加起来不会超过一千字，现在真的开始物理实验才发现物理实验真的是一门非常严谨的科目：做实验之前要写上预习报告，预习报告基本上就是对着书上的原理一个字一个字的抄下来，同时自己还要对实验原理真的有所体会和领悟，否则交上去的预习报告就只如书的复印本一般没有任何意义。做实验的时候就需要按照步骤一步一步规范的操作，有一步没有按照规范操作都有可能影响到下一步的实验操作。而且在做实验的时候还要时刻注意误差的控制与消除。实验结束处理实验数据的时候也不再是像高中那样只是对着公式代入数据即可，还有计算操作带来的误差，计算误差的时候就会涉及到一系列的技巧让我们感慨物理实验的精密。伏安法测电阻是我做的第一个电学实验，本来以为只是一次很简单的实验，却没想到测电阻还有这么复杂的要求。高电阻，中电阻，低电阻不同类型的电阻也有不同的电路实现电阻的测量。在实验中我印象最深的是检流计的灵敏度。检流计一款灵敏度很高的指示电表，在实验中我试着连接好电路之后只是把电源正极断开，检流计的指针也会发生偏转，因此在惠斯通电桥实验中为了保护检流计我们将开关S2换为一个内阻很大电阻，在检流计指针指向0了之后，为保证检流计中确实没有电流通过，我们还需按下电阻的短路按钮，再次观察检流计判断检流计中是否真的没有电流通过。