实验一 伏安法测电阻.doc

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1、实验一伏安法测电阻目的：1.学习由测量电压、电流求电阻值的方法（伏安法）及仪表的选择；2.学习减小伏安法中系统误差的方法仪器和用具：伏特计，安培计，滑线变阻器，直流电源，待测电阻，开关和导线原理：如图（a）所示为安培表内接法测量电阻的电路。我们需要测量的是通过待测电阻的电流Ix和待测电阻两端的电压Ux。安培表测出的虽然是Ix，而伏特表测出的却是Ux和安培表两端电压UA之和U，可见，安培表的内阻不为零，使电压的测量产生了误差。IX图（a）测量值ARA实际值KV相对误差……………………（1）式可见，采用“内接法”时，待测电阻值R越高，测量越准确，故“内

2、接法”电路适宜测量高值电阻。2．安培表外接法及误差分析IxIAKRVRARxVA如图（b）所示为安培表外接法测量电阻的电路。这时，伏特表测出的虽是待测电阻两端的电压Ux,但安培表测出的却是通过待测电阻的电流Ix和通过伏特表的电流Iv之和。伏特表的内阻并不是无穷大，要使电流的测量产生误差。测量值实际值又：图（b）相对误差…………………………（2）式。可见，待测电阻值R比伏特表内阻值小得多时，采用“外接法”测定越准确，故外接法电路适宜测量低值电阻。3．两种电路的选择选择本学生实验用的电表和待测电阻参数时，应使两种电路的系统误差有明显的区别，由（1）（2

3、）式系统误差公式可推出：对于小的待测电阻Rx1应力求满足接近n倍RA和远小于RV，[]并采用安培表外接法。如：Rx=2RA，图（a）电路的相对误差可达到50%；Rx=RV/50，图（b）电路的相对误差约为2%。对于大的待测电阻Rx2应力求接近RV和远大于RA，[]并采用安培表内接法。如：Rx=RV，图（b）电路的相对误差可达到50%；Rx=100RA，图（a）电路的相对误差约为1%。若两种电路误差相等时：由（1）（2）式于是R2—RAR—RARV=0解得R=因为待测电阻只能取正值，故有…………（3）式在两表确定的情况下，选择待测电阻值应偏离（3）式

4、所表示的电阻值。数据记录表次数123456电压（V）电流（μA）实验二:透镜焦距的测定实验目的及要求:透镜是光学仪器中最基本的元件，各种光学仪器，例如望远镜、显微镜、照相机等都是由透镜或透镜组等主要元件所组成的，因此必须理解透镜的成像规律。反映透镜特性的一个重要参数是焦距。通过本实验掌握光路调整技术以及透镜焦距的测量方法。实验仪器:光具座.薄透镜.尖头棒.光源.T型架实验原理:AA'SLM图1平面镜法凸透镜焦距的测量⑴平面镜法（自准法）如图1，平面反射镜M和物屏S分别位于凸透镜L的两侧，根据成像规律，当物位于L焦面时，由反射镜反射的光在物屏上即生成

5、与A等大的倒立实像A’，记录物屏和透镜之间的距离，即为待测透镜的焦距f。(2)共轭法（贝塞尔法）透镜成像位置是一一对应的，而且当物像位置互换时，其物像间距不变，仅像的大小变化，这就是物像共轭。在物距像距法中，如果固定物屏P和像屏Q间的距离L保持不变，并使L略大于被测透镜焦距的四倍，若移动透镜L1，当它在O1处时，屏Q上得到一个放大的清晰的像A’’B’’，当它在O2处时屏上又得到一个缩小的清晰的像A’B’，若透镜在两次成像时，移动的距离为d。根据透镜成像公式可推导出：这就是共轭法测焦距的计算公式，使用这种方法测焦距，只须确定物屏P到像屏Q之间的距离L

6、和透镜移动的距离d,避免了光心位置难以确定所带来的误差。思考题:1.用平面镜法测透镜焦距时，平面镜起什么作用？平面镜离透镜远近不同，对成像有无影响？改变平面镜的法线方向，像的位置怎样变化？由平面镜法的原理，物屏发出的光，经透镜后成平行光，经反射镜反射后在物屏上成象。不在光轴上的物点，经透镜后所成的平行光方向与光轴不同，因透镜与反射镜面积有限，当反射镜与透镜距离太远时，有一部分光无法反射回透镜成象，实验上可观察到反射镜与透镜距离增大时，箭孔象的边缘亮度下降直至不能成象。改变平面镜法线方向，象的位置也会相应改变。实验三:惠斯登电桥测电阻实验目的1.掌握

7、用惠斯登电桥测电阻的原理和方法；2.了解电桥灵敏度的概念；3.学习用交换测量方法消除系统误差。实验仪器:惠斯登电桥待测电阻万用表实验原理　　如图是惠斯登电桥的电路原理图，电阻R1,R2,Rx和R0组成电桥的四个臂，其中Rx为待测电阻，接有检流计G的对角线BD称为“桥”，用来比较B、D两端的电位，当B、D两端的电位相等时，检流计G中的电流Ig为零，电桥达到平衡。电桥平衡时，各桥臂电阻上的电压降满足如下关系：I1R1=I2R2　　　　IxRx=I0R0式中C=R1/R2称为比例系数。①电桥的灵敏度当电桥达到平衡时，比较臂电阻R0变动某值ΔR0时，检流计

8、的指针离开平衡位置Δd格，则电桥灵敏度S定义为：②用交换法消除比率系数不准确引入的系统误差首先保持R1和R2不变，调整R0