实验_总复习.ppt

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（