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实验_总复习
实验原理与数据处理: 测量多组路端电压和总电流, 描点作出U-I图像, 根据闭合电路欧姆定律,由图像确定电源的电动势和内阻。 图象曲线解析式: 左图:当I=0时,U=E;当U=0时,I为短路电流,由此可求内阻r。 右图有:当I=0时,U=E; 或在图象上取两个新点求斜率。 0 I U I短 0 I U I0 U0 + + A V E r S R A V E r S R 0 I U I短 E 0 I U I短 E 电动势和内阻的测量值均略小于真值 电动势无误差,内阻的测量值大于真值 图象法误差分析 电压表分流 电流表分压 真实 推荐:等效电源法 等效新电源 A V E r S R A V E r S R 等效新电源 *等效法误差分析 电动势和内阻的测量值均略小于真值 电动势无误差,内阻的测量值大于真值 相对误差均为:0.03% 内阻相对误差为:12.5% I-R法: 原理:E= IR+Ir 器材:安培表和电阻箱 误差:由于电流表分压作用,电动势无系统误差,内阻测量值偏大。 U-R法: 原理:E=U+Ur/R 器材:伏特表和电阻箱 误差:由于电压表分流作用,电动势和内阻的测量值均偏小。 A E r S R I-R法 V E r S R U-R法 小结: 无论实验条件和手段如何变化,实验测量都是围绕“闭合电路欧姆定律”这一原理。掌握实验原理就掌握了实验的核心。 电阻的测量 2、伏安法 A V Rx R E A V Rx R E 1、欧姆表法 伏安法的误差分析 电流表外接法 电流表内接法 电路图 误差来源 接法选择 A V RX 总结:“小外大内” 注:电流表、电压表的系统误差:指针接近满偏时有较高精度。 量程选择的原则:保证安全前提下,尽可能选择较小量程。 UV=UX IA=IV+IX R测=UV/IA RX UV=UX+UA IA=IX R测=UV/IARX 当RXRV时 当RXRA时 RX A V 例:图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,设计实验电路,并连接实物图器材规格如下: (A)待测电阻Rx(约100 ?) (B)直流毫安表(量程0-10mA,内阻50?) (C)直流电压表(量程0-3V,内阻5k?) (D)直流电源(输出电压4V,内阻很小) (E)滑动变阻器(阻值范围0-15?,额定电流1A) (F)电键1个,导线若干。 100? — + V A 例:有一个电阻Rx,其阻值大约是25k? ,可供选择的器材是: 电流表A1(0----100μA,2 k? ) 电流表A2(0----500μA,300? ) 电压表V1(0----10V,100 k? ) 电压表V2(0----50V,500 k? ) 直流稳压电源 E(15V,1A) 滑动变阻器 R(1k? ,1W) 电键K和若干根导线。 试选择适当的器材,选取适当的电路,使测量尽可能准确,并画出电路图。 V1 A2 RX E R 滑动变阻器两种用法的选择 基本原则: 1、安全性 I滑额够大,仪表不超量程,用电器上的电流、电压不超额定值,电源不过载。 2、有效性 调节范围能够满足实验测量需要。 在何种情况下选择限流电路: 1、当电路能够满足上述两个基本原则时,优先选择限流法。原因是:限流电路结构简单,能耗较低。 2、若R负R滑,分压电路的调节性能劣化,在满足安全性及有效性前提下,则应考虑采用限流电路。 在何种情况下必须选择分压电路: 1、用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。 2、要求用电器的电压或电流变化范围大(如绘制曲线类实验),而滑动变阻器的阻值比负载电阻小得过多,导致采用限流电路时不能得到满意的调整范围。 3、采用限流接法时,即使滑动变阻器阻值置于最大,电表总超量程或用电器总超额定值。 仪表量程的选择 基本原则: 1、安全性 调节滑动变阻器过程中,各仪表始终处于量程范围之内。 2、精确性 电流表和电压表指针偏角越大,测量误差越小。应在满足第1点的前提下选择量程较小的仪表,并尽可能使各仪表指针同时处于表盘刻度的后1/2或后1/3范围内。 3、有效性 在满足第1点和第2点的前提下,仪表量程应能满足滑动变阻器可以在足够范围内调节的需要。 例:从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。 器材 电流表(A1) 电流表(A2) 电压表(V) 电阻(
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