实验5电磁学常用仪器的使用-伏安法.docVIP

实验5 电磁学常用基本仪器的使用 ―伏安法测电阻及讨论 [实验目的] 1．学习电磁学常用仪器的使用方法。 2．掌握根据电路图连接电路的基本技能。 3．掌握替代比较测量法。 4．掌握测量结果的标准不确定度的评定。 [实验仪器] 电流表、电压表、滑线变阻器、电阻箱、待测电阻、直流电源、导线、开关等。 [实验原理] 一、替代法测电阻 图5-为替代比较法测电阻的电路图，先将开关K2 打向“1”侧，接入被测电阻Rx ，有相应电流I 通过Rx然后将K2 打向“2”侧，接入电阻箱Rs加同样电压时，调整电阻箱的阻值，使电流仍为I ，则Rs = Rx 二、内接法测电阻 如图5-电键K2 置于“1”位置U、I为电压表和电流表的示值，此时电压表测量的电压为电阻Rx 和rA 的总电压，由此测得电阻值 上式说明，当Rx rA（100倍）时，用内接法测电阻的测量误差较小但当Rx 可与电流表内阻比较时，测量误差较大 三、外接法测电阻法 如图5-所示，将电键K2 置于“2”位置，此时电流表测量的电流I 为通过电阻Rx 和电压表的总电流，由此得 由此可得这样的结论，当rU Rx（100倍）时，用外接法测电阻的测量误差较小但当电阻值Rx 大到可与rU 比较时，测量不确定度较大1．按图5-接线，滑线变阻器R1约几千欧为粗调，滑线变阻器R2约几十欧为细调 2．经教师检查电路后，接通电源，调整稳压电源的该路输出为稳压状态，通过电压旋钮调节输出电压：数千欧姆的待测电阻Rx1 为15 V 左右；几十欧姆的待测电阻Rx2 为6 V 左右 3．按照实验讲义上要求，对Rx1 和Rx2 进行测量，将数据记表5- 二、伏安法测电阻及讨论 1将待测电阻按图5-接入电路中。电源输出电压电压表毫安表的量程 2．打开电源前，确定滑线变阻器滑动端c1、c2置于输出电压为零的位置合上K1接通电源分别在K2 打向“1”内接和打向“2”外接两种情况下，调节c1 、c2 ，观察毫安表和伏特表的示值变化，使电流表达到较大的整数值，将此时电流和电压值I 、U ，记入表5- [数据表格] 一、替代比较法测电阻 表5- Rx1标定值为 1.2 kΩ Rx2标定值为91 Ω Ki ×0.1 ×1 ×10 ×100 ×1000 ×10000 准确度等级Ci 5 0.5 0.2 0.1 0.1 0.1 Rxi0 (Ω) Rx10=1189.5 Ω 各旋钮示值Ri 5 9 8 1 1 0 Rx20=89.4 Ω 各旋钮示值Ri 4 9 8 0 0 0 二、伏安法测电阻及讨论 表5- 实验方法 电压（V） 电流（mA） 内接法 Rx1 12.00 10.07 1191.6 2.1 Rx2 2.50 26.98 92.7 3.3 外接法 Rx1 11.00 9.31 1181.5 -8.0 Rx2 2.50 28.24 88.5 -0.9 由表5-2可以得出下列结论： 1．相对于电流表的内阻，阻值较大的待测电阻，可以用内接法进行测量；而相对于电压表的内阻，阻值较小的待测电阻，可以用外接法进行测量。 2．无论对阻值大的大电阻还是对阻值小的低电阻，采用内接法时，测量值比真实值偏大；采用外接法时，测量值比真实值偏小。 4 E R K1 K2 2 1 mA 图5-2 K1 E R1 V Rx c2 c1 R2 图5-3 mA 2 1 Rs K2 E K1 R1 Rx 图5-1 mA 2 1 E Rx Rs K2 K1 R Rx V c2 c1 R2 图5-4 mA 1 2 K2