实验5微小电阻的测定.docVIP

设计性实验指导书 （学生用） 实验一 固体密度的测定 对于物体密度的测定，规则物理可用基本定义法进行测量，可用流体静力称衡法、比重瓶法测定固体和液体的密度，也可使用密度计进行测量等等。 [实验要求] 1． 用流体静力称衡法测定一块不规则固体的密度。 2． 设计实验方案，用比重瓶测定同一块固体的密度,要求测量的相对不确定度小于1%。已知天平的仪器不确定度Um=0. 03 g。比较两种方法的测量结果。 [知识准备] 1．关键词的意义：流体静力称衡法、比重瓶、密度计、仪器不确定度。 2．物理或分析天平的使用方法。 3．着重掌握流体静力称衡法、比重瓶方法测定固体和液体的密度。 4．不确定度的影响因素，根据不确定的要求进行实验方案及实验方法的设计、实验仪器选择。 [参考资料] 1．杨述武主编《普通物理实验》力学热学部分P 物体密度的测定。P 比重瓶法测量固体与液体的密度 。 2．P 不确定度的分配与传递关系。 3．李平主编《大学物理实验》实验4-3 误差分配和实验仪器选择的关系研究。 4．杨述武主编《普通物理实验》力学热学部分P 物理天平的使用、P 分析天平的使用、P 比重瓶的使用。 [附录] 比重瓶简介 测量液体比重的玻璃器具。也包括可用于测定固体粉末的比重瓶。 　　置于恒温水浴中，并保持一定温度t。比重瓶本身的质量为ω，装满纯水时总质量为W，装满所要测量液体时的总质量为W′。则液体的比重dL为：dL=(W′-ω)/(W-ω)[实验要求] 1． 用自由落体装置、数字计时器、光电门（两个）设计实验，测量当地的重力加速度，并对测量结果进行不确定度分析。 2． 设计实验方案，只用一个光电门完成此实验。比较两种方法的测量结果。 3. 用单摆法测量重力加速度，比较测量结果。 [知识准备] 1．关键词的意义：重力加速度、单摆、复摆、自由落体。 2．掌握落体法测重力加速度的原理与方法。 3．最小二乘法处理数据。 4．分析产生误差的原因。 [参考资料] 1．杨述武主编《普通物理实验》力学热学部分P 最小二乘法、P 不确定度的分配与传递关系。 2．P 单摆、P 复摆振动的研究。 3．李平主编《大学物理实验》实验4-3 误差分配和实验仪器选择的关系研究。 4．杨述武等主编《普通物理实验1 力学、热学部分》P61 自由落体运动。 [附录] 重力加速度g的测量对地球的地址结构研究很重要。从测量方法上考虑用落体法最简单，测量下落时间t和距离s，由很容易求出g，但是这种方法很久未能实现，因为下落的很快，下落1m才0.4s。这在没有精密测时间仪器的时代很难测准，所以在20世纪前主要是用各种摆（单摆和多种复摆）去测量g，因为测摆的振动周期，用一般的计时器也可以得到相对误差不很大的g值。 20世纪以后，由于微电子学及光电传感器的发展，使落体法测g得以实现，且其测量精度迅速得到提高。现在可以用光的干涉法测量长度，用高频电信号的计数测量时间，使g的测量精度达到10-9，当然要在0.5s内测出大量的数据，必须在计算机的控制下去自动采集和处理数据。 实验三 电表的改装 常用的直流电流表和电压表都是由微安表改装而成的，因此直流电表中的微安表是电表的核心，电表的准确度主要决定于微安表。微安表一般只能测量很小的电流和电压。在实际使用时，如果测量较大的电流或电压，就必须对它进行改装，以扩大其量程，并用标准表对改装表进行校准。若在表中配以整流电路将交流变为直流，则改装表还可以测量交流电压等有关量，所以掌握将电流计改装成所需电流表、电压表的原理与技术对灵活使用直流电表十分重要。 [实验要求] 1．设计实验电路测定微安表（表头）的内阻。 2．设计实验电路将量程为50μA、精度等级为1.0级的表头改装成量程为5mA的电流表和量程为1V的电压表，要求改装后电表的精度等级不低于1.5级。 3. 根据上述测量内容绘制数据表；作△I-Ix校准曲线和△U-Ux校准曲线，初步定出改装电流表、电压表的等级。 [知识准备] 1．关键词的意义：表头、电流表、电压表、电表的精度。 2．代替法测表头的内阻。 3．扩大微安表的量程时，分流电阻RP的大小对改装电流表的量程有何影响？ 4. 在校准电流表时，若发现改装表的读数均相对于标准表的读数都偏高，应如何调节分流电阻RP？ [课后思考题] 1．分压电阻RS的大小对改装电压表的量程有何影响？校准电压表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高，若要达到标准表的数值，此时改装表的分压电阻RS应调大还是调小？为什么？ 2．能否把量程为1000μA、内阻约为100Ω的表头改装为50μA的微安表或0.1V的电压表？为什么？ 3．试将量程为1000μA、内阻为200Ω的表头设计为一个双量程的电流表（3 mA和10mA）和电压表（1 V和