大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)-表頭參數(shù)的測(cè)定

評(píng)分：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：表頭參數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解箱式電位差計(jì)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.測(cè)量表頭的三個(gè)重要的參數(shù):內(nèi)阻Rg,滿偏電流（量程）Ig,等級(jí)a。3.學(xué)會(huì)使用箱式電位差計(jì)以及用電位差計(jì)測(cè)量表頭的參數(shù)。4.測(cè)出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出校準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)儀器UJ36a箱式電位差計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電池、穩(wěn)壓電源、電阻箱、標(biāo)準(zhǔn)電阻、待測(cè)表頭。實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容電位差計(jì)的原理及結(jié)構(gòu)電位差計(jì)根據(jù)補(bǔ)償法原理制成。補(bǔ)償原理：利用補(bǔ)償原理所構(gòu)成的儀器，稱為電位差計(jì)。電位差計(jì)原理如圖1所示，它由兩個(gè)回路組成。電源E、可調(diào)電阻R、電阻Rab、開(kāi)關(guān)K1,把K撥向E0端，調(diào)節(jié)R，以改變輔助回路的電流。當(dāng)檢流計(jì)指零時(shí)，電阻RCD=RS，兩端的電位差恰與外補(bǔ)償回路中標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)相等，即ES=I0RS，此時(shí)稱電路達(dá)到補(bǔ)償。電流I0稱為已標(biāo)準(zhǔn)化的電流，工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后，緊接著把K撥向EX端，改變滑動(dòng)觸頭C、D位置到C’、D’，使檢流計(jì)又一次指零，這時(shí)C’、D’間電位差恰和待測(cè)電動(dòng)勢(shì)相等。設(shè)C’、D’間的電阻為RX，則未知電動(dòng)勢(shì)EX=I0RX=EXRX/RS(1)圖1.電位差計(jì)原理圖2.用電位差計(jì)測(cè)表頭的內(nèi)阻Rg利用串聯(lián)電阻分壓原理，將標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs和待測(cè)表頭串聯(lián)，分別測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測(cè)表頭兩端的電壓Us,Ug，根據(jù)=可得=。如圖2所示。圖23.用箱式電位差計(jì)校正電壓表用箱式電位差計(jì)校正電壓表用箱式電位差計(jì)校正電壓表，如圖4所示．由于電位差計(jì)量程很小，一般不能直接與待校表測(cè)量同一電壓值，而是將兩個(gè)相差較大的標(biāo)準(zhǔn)電阻和串聯(lián)起來(lái)，電位差計(jì)只測(cè)量較小電阻上兩端電壓。就可以計(jì)算出電壓表兩端電壓。例如，若=，（本實(shí)驗(yàn)取n=100）。電位差計(jì)平衡時(shí)，讀數(shù)為，則電壓表兩端電壓的電壓為。對(duì)應(yīng)的電壓表讀數(shù)作為的，將各個(gè)US值相應(yīng)的UX值比較，得到電表各示值的誤差△U=Us-Ux,以UX值為橫軸，以指示值的誤差△U為縱軸作校正曲線，并確定被標(biāo)準(zhǔn)校表的級(jí)別。圖3圖44.表頭量程的測(cè)量將標(biāo)準(zhǔn)電阻RS，電阻箱，表頭串聯(lián)，調(diào)節(jié)電阻箱使表頭達(dá)到滿偏時(shí)用電位差計(jì)測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓后可得表頭的量程為=/。如圖5所示。圖5實(shí)驗(yàn)步驟用電位差計(jì)測(cè)電流表的內(nèi)阻=1\*GB3①按圖接好實(shí)驗(yàn)電路（注意電位差計(jì)的極性），將電位差計(jì)倍率開(kāi)關(guān)選擇1，將電鍵開(kāi)關(guān)打向“標(biāo)準(zhǔn)”，調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)電阻，使檢流計(jì)的指針指在中央0刻度處。=2\*GB3②將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到“未知”，合上開(kāi)關(guān)K1，調(diào)節(jié)步進(jìn)讀數(shù)盤(pán)和滑線讀數(shù)盤(pán)使檢流計(jì)再次指向中央零刻度處，記錄下步進(jìn)盤(pán)讀數(shù)A1和滑線盤(pán)讀數(shù)B1.=3\*GB3③將電位差計(jì)接至待測(cè)表頭兩端，閉合開(kāi)關(guān)K1,重新調(diào)節(jié)步進(jìn)讀數(shù)盤(pán)和滑線讀數(shù)盤(pán)使檢流計(jì)再次指零，記錄下步進(jìn)盤(pán)的讀數(shù)A2和滑線盤(pán)讀數(shù)B2.=4\*GB3④根據(jù)電位差計(jì)的讀數(shù)原理可得，標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓=A1+B1,表頭G兩端的電壓=A2+B2,則根據(jù)內(nèi)阻計(jì)算公式=可得求得內(nèi)阻=(A2+B2)*Rs/(A1+B1)用電位差計(jì)校正電壓表(1)按圖4連接好電路，標(biāo)準(zhǔn)電阻R10和R20取適當(dāng)?shù)闹?本實(shí)驗(yàn)取R10,R20分別為10歐姆.990歐姆)，差值應(yīng)較大，比值為1：99。串聯(lián)起來(lái)，R10兩端接在電位差計(jì)的“未知”接線柱上。(2)校準(zhǔn)電位差計(jì)的工作電流。將電位差計(jì)的電鍵開(kāi)關(guān)打到“未知”，將倍率開(kāi)關(guān)打到1.調(diào)節(jié)滑線變阻器使電壓表的值依次為0.30V，0.60V，0.90V，1.20V，1.50V，1.80V，2.10V，2.40V，2.70V，3.00V同時(shí)記下相應(yīng)的的端電壓，再調(diào)節(jié)滑線變阻器使電壓表的值依次為3.00V，2.70V,2.40V，2.10V，1.80V，1.50V，1.20V，0.90V,0.60V,0.30V，記下的端電壓。(3)根據(jù)的端電壓計(jì)算出和兩端的電壓，并與電壓表的讀數(shù)進(jìn)行比較，計(jì)算出該電壓表的等級(jí)度并做出校正曲線。表頭量程的測(cè)量（1）按圖連接好實(shí)驗(yàn)電路，將電位差計(jì)倍率開(kāi)關(guān)選擇1，將電鍵開(kāi)關(guān)打向“標(biāo)準(zhǔn)”，調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)電阻，使檢流計(jì)的指針指在中央0刻度處。（2）合上開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻箱和電源，使表頭指針達(dá)到滿偏（即電流為最大）。將電位差計(jì)的電鍵打到“未知”，調(diào)節(jié)步進(jìn)讀數(shù)盤(pán)和滑線讀數(shù)盤(pán)使檢流計(jì)的指針指零，記錄下讀數(shù)Is。（3）流過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻的電流即為表頭的最大電流即表頭的量程，即=Is/RS實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)紀(jì)錄表1．表頭內(nèi)阻的測(cè)定倍率:_X1_______標(biāo)準(zhǔn)電阻取值Rs:____100____Ω測(cè)量次數(shù)12345電位差計(jì)的表盤(pán)讀數(shù)Us(1)Ug(1)Us(2)Ug(2)Us(3)Ug(3)Us(4)Ug(4)Us(5)Ug(5)100.30156.3082.90129.9159.4592.9245.9571.6015.0023.462．校正電壓表倍率：___X1_____標(biāo)準(zhǔn)電阻取值：R10:_10_ΩR20:_990__Ω待校電壓表示值U(V)0.300.600.901.201.501.802.102.402.703.00標(biāo)準(zhǔn)電阻R10兩端電壓(mV)↑2.705.808.9012.0615.4518.0421.4024.4527.5430.16↓2.655.909.0812.1015.2518.0521.3724.5027.6630.10平均R10和R20兩端的電壓U0(V)△U=Us-Ux(V)3.表頭量程的測(cè)量倍率：____X1____測(cè)量次數(shù)12345測(cè)量電壓值(mV)198.90199.30199.45198.95199.35量程（mA）標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值（Ω）：200實(shí)驗(yàn)結(jié)果：內(nèi)阻：Rg=______________量程：Ig=______________等級(jí)：a=______________數(shù)據(jù)處理1.內(nèi)阻的計(jì)算：根據(jù)公式：Rg=(Ug.Rs)/Us可得：Rg1=(156.30×100)÷100.30≈158.82Ω同理：Rg2≈156.71ΩRg4≈155.82ΩRg3≈156.30ΩRg5≈156.40ΩA類不確定度計(jì)算：≈0.52Ω總不確定度：量程：同理：待校表各點(diǎn)的平均值計(jì)算：同理可得：R10和R20兩端電壓之和Us：根據(jù)公式Us=（n+1）(其中n===99)則：又△U=|Us-Ux|所以：同理可得：以Ux為橫軸，△U為縱軸，畫(huà)出此電