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1、实验内容:本实验采用AC15/2型光标式检流计,固定分压电阻箱,电阻箱,滑线变阻器,15V稳压电源,伏特计,单刀开关、双刀换向开关、压触开关,秒表。按照图4接好线路,取为1比1000左右的比例。将检流计上的开关拨到“直接”档。1.观察检流计运动状态并测量临界电阻。合上开关K1,调节变阻器R使得光标偏转至60mm,断开K1使检流计处于测量状态。(1) 根据临界阻尼的工作状态要求,测量临界电阻Rc。(2) 选取Rkp分别为临界电阻的、、1、2、3倍时,判别检流计的运动状态,测出光标第一次回到自然平衡位置(零点)的时间和
2、最终达到平衡位置的阻尼时间(每种状态测两次)。在上述操作中,选取合适的R0/R1,使得光标偏转60mm。2.测量检流计的电流常数CI和电压常数CV。(1) 选择Rkp=Rc,使检流计工作在临界状态,选择合适的R0/R1,调节滑线变阻器R,使光标n=60mm,记下对应的刻度n1和电压V01,然后将开关K2迅速倒向,记下反方向偏转n1’。(2) 调节变阻器R,使得光标每次减少5mm,重复(1)的步骤,得到一组ni、ni’和V0i的数据。由平均值做出n-V曲线,求出K=Dn/DV,带入(15)和(17),计算CI和CV。
3、3.测量阻尼时间Tc阻尼时间Tc是指在临界状态下,检流计从最大偏转位置(如60mm)到达稳定平衡位置需要的时间,断开开关K1,测量三次Tc。4.测自由震荡周期T0自由震荡周期T0=2πω0,是指检流计无阻尼的振动周期,使光标偏满后,切断S2,用秒表测三个全振动三次.5.根据步骤2的数据,求最大偏转(60mm)时的和。注意事项:1.检流计不能移动,且只能在直接档调零,不能在短路档调零,否则会造成仪器的损坏。2.保持RR0=660000比较合适,实验现象易于观察。3.实验中只有两个电阻箱,由于R0R1阻值处于不同数量级,相差较
4、大,故可合用一个电阻箱。要理解电阻箱内部的串联结构。4.注意适时更改电压表量程,减小量程可是读数更加准确。另电压表只能平放读数,不能立起来。实验开始前要通过试触检验电压表正负极是否接反。5.滑动变阻器先调0,开关在接线时保持断开状态,保护电路。数据处理:1.观察检流计运动状态并测量临界电阻。(1)临界阻尼电阻Rc=6.9×103Ω,RG=500Ω,R0R1=600006=10000(2)第一次到达(s)最后一次到达(s)判断10.6110.86过阻尼10.7810.775.845.96过阻尼5.925.921.991.90
5、临界阻尼1.932.0520.894.11欠阻尼30.834.210.625.39欠阻尼0.655.241.测量检流计的电流常数和电压常数实验中测得的数据为:12345678910111260.054.550.145.040.035.130.025.020.014.910.15.057.151.847.242.037.032.127.122.117.312.98.22.958.653.248.643.538.533.628.623.618.613.99.24.03.333.062.832.542.241.951.661.3
6、81.100.830.550.25由测得的数据可作出曲线,并进行拟合:拟合数据:Equationy=a+b*xWeightNoWeightingResidualSumofSquares1.16188Pearson'sr0.99983Adj.R-Square0.99963ValueStandardErrornIntercept-0.603390.20794Slope17.547910.1012由origin软件分析得出的数据知:K=∆n∆V=17.548mm/V因此=617.548×6×104×500+6.9×103+6A/
7、mm=7.69×10-10A/mm=617.548×6+60000=5.69×10-10V/mm1.求最大偏转()时的和由,两边取对数,得:两边微分得:合并同类项,有:系数取绝对值并改成不确定度符号;而而电阻箱误差,其中为旋钮个数,∆R0=R0σ=60000×(0.1%+0.005×660000)Ω∆R1=R1σ=6×(0.1%+0.005×26)Ω∆RKp=RKpσ=6.9×103×(0.1%+0.005×56.9×103)Ω∆RG=0.5%×RG=0.5%×500=2.5Ω所以=0.5100×7.53.33+0.560
8、+60000×0.1%+0.005×66000060000+500+6.9×1036×500+6.9×103+60000×6×0.1%+0.005×26+0.5%×500+6.9×103×(0.1%+0.005×56.9×103)500+6.9×103+60000=2.10%同理,由两边取对数,得:两边