大学物理实验张力和电位差.ppt

液体表面张力系数的测定 一、实验目的 液体内部分子处于同种分子包围之中，各方向受到的分子力大小相等，合力为零，而表面层的分子受到向上的引力小于向下的引力，合力不为零,称为表面张力，它是表征液体性质的一个重要参量。 1、观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象，测量液体（水）的表面张力系数。 2、掌握力敏传感器的灵敏度测量方法。 三、实验原理： 二、实验仪器： FD-NST-I型液体表面张力系数测定仪。 液体表面层的分子在表面张力的作用下，出现一个指向液体内的吸引力，从而使液体有尽量缩小其表面的趋势，整个液面如同一张拉紧了的弹性薄膜。表面张力f大小与接触面的周长L成正比，其比例系数σ就称为液体的表面张力系数 。 硅压阻式力敏传感器 数字电压表 调零旋钮 即：液体的表面张力系数等于作用于液面单位长度上的力（N.m-1） 测量一个已知周长L的金属圆环从待测液体表面脱离时所需的拉力f，从而求得该液体表面张力系数σ的方法。 1、拉脱法测液面张力 实验装置： 由于圆环的内外两面与液面接触线都要产生液面张力，因此液面张力作用长度L可由圆环的内外径D1和D2表示。 设圆环从液面拉脱前后，力敏传感器感受到的拉力分别为T1和T2，则T1和T2之差就是液面张力。 拉脱前 T1 mg f 拉脱后 T2 mg 2、硅压阻式力敏传感器 硅压阻式力敏传感器由四个硅扩散电阻组成一个非平衡电桥，在外力T的作用下电桥失去平衡，将有电压输出： B称为力敏传感器的灵敏度，单位V/N。 由上式可得张力系数： U1和U2可由仪器读出，D1和D2可由游标卡尺测量，但要得到张力系数，还需要使用其他方法确定力敏传感器的灵敏度B。 表面张力系数σ的值和液体的种类、纯度、温度以及液体上方的气体成分有关。实验证明，液体的温度越高，σ的值越小，液体所含杂质越多，σ的值也越小，对于上述条件都不变的液体，σ值是一个常数。本实验中σ的理论值在教材375页表3中查询。 本实验在砝码盘内加砝码，从0.5克到3.5克以0.5克为单位递增砝码，分别读出每个拉力下的输出电压U1i，然后以0.5克为单位递减砝码，记录相同拉力下的输出电压U2i，某一拉力Ti下的输出电压Ui可由递增砝码时的读数和递减砝码时的读数取平均。然后使用最小二乘法定标灵敏度B。 3、力敏传感器的定标 砝码盘 附：最小二乘拟合公式 对 y=bx+a 对 y=bx 所以力敏传感器的灵敏度： 四、实验步骤： 2、记录室温，用游标卡尺测量吊环内外径D1和D2各6次，填入表4.16中。 3、定标灵敏度B，将相关数据填入表4.17中。 1、开机预热数字电压表。 （1）挂上砝码盘，调节仪器上的调零旋钮，使数字电压表显示为零。（消除砝码盘重量的影响） （2）从0.5～3.5克递增砝码(mi)，记录输出电压U1i ，再递减砝码，记录相应的读数U2i 。平均电压： 6次取平均值 5、测量吊环拉脱前后的输出电压U1和U2，重复六次，将数据填入表4.18中。 （1）挂上吊环，调节吊环使其下沿与水液面平行。 （2）将吊环下沿浸于液面，下降升降台，观察电压读数，读出最大值U1和拉脱后的读数U2。 （3）将实验数据代入公式1，求出表面张力系数，并与标准值（查表P363、表3）进行比较。 环状金属吊片 1、用最小二乘法计算灵敏度B；并作出T-U图线，用作图法表示B值。 2、计算液面张力系数σ； 3、由室内温度值，查表（P375、表3）得到σ的标准值，计算σ标准误差和百分误差，正确表示测量结果。 五、数据处理及误差计算 【注意事项】 1、吊环须严格处理干净，在实验过程中手指不要接触被测液体。 2、力敏传感器使用时用力不宜大于0.098N ，过大的拉力传感器容易损坏。 3、安放砝码时应尽量轻缓，防止砝码盘晃动，确保电压信号输出比较稳定。 4、在旋转升降台时，操作应平稳、缓慢，不可在液体的波动的情况下测量。 5、实验结束须将吊环用毛巾擦干，将所有附件放入附件盒内。 用电位差计测电池电动势和内阻 电位差计是精密测量中应用得最广的仪器之一，不但用来精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表。在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有重要地位。 1、掌握电位差计的工作原理和结构特点。 2、学习用线式电位差计测量电池电动势和内阻。 一、实验目的 十一线电位差计、直流稳压电源、标准电池、检流计、滑线变阻器、电阻箱 二、实验仪器 　电阻丝AB长十一米，往复绕在11个插孔0、1、… 10上，每两孔之间相距一米,余下的一米拉在0与B间。插头C可选0-10中任意插孔，以米为单位改变电阻丝长度，滑动端D可在0-B端连续改变位置，以调节一米以下电阻丝的长度。 十一线电位差计 若待