自组电位差计及进一步误差分析_共享.docx

基础物理实验研究性报告 王翔宇1105XXXX 基础物理实验研究性报告 王翔宇1105XXXX 自组电位差计及进一步误差分析 第PAGE 2页 第PAGE 1页 自组电位差计及进一步误差分析 自组电位差计及进一步误差分析 基础物理实验研究性报告 作者: 王翔宇1105XXXX 2012-12-2 北京航空航天大学 网络共享版说明：本文是我大二写物理研究性报告时独立原创完成的，原理和误差分析比较详细，拿出来分享，希望对初学电学实验和电位差计的人有一点帮助。水平有限，仅供参考。  目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1.摘要 2 2.实验原理 2 2.1补偿原理 2 2.2比较测量法 2 2.3工作电流标准化 3 2.4跃接法和示零法 3 3.实验目的 3 4.实验仪器 4 5.实验步骤 4 6.实验数据处理 4 6.1实验数据整理 4 6.2实验结果 5 6.3计算不确定度 5 6.4报告结果 7 7.实验后进一步讨论 7 7.1误差来源的分析 7 7.2灵敏度误差 8 7.3标准电池数值不准确造成的误差 9 7.4标准电池和稳压电源电动势的不稳定。 10 8.实验总结 11 附·实验原始数据 12  1.摘要 电位差计是电压补偿原理的典型应用，能十分精确地测量电压。自组电位差计对补偿原理的学习和电位差计的理解具有重要意义。 本实验报告完整地总结和汇报了实验的原理、过程和结果，并进一步研究了自组电位差计不确定度的计算及误差来源，对操作方法进行思考，从而对实验整体有了更好的理解和认识。 2.实验原理 2.1补偿原理 如 REF _Ref342227493 \h 图 1（a）所示。调节滑动变阻器触头P1则P1B两点电势差将会改变。显然B与 B等势。当P1滑动到某个特定位置时P1B两点电势差与P1B相等，于是下方的补偿回路中无电流通过，检流计示数为零，UP1 E1=IRP1B (2- 这种用E1补偿P1B间电势差使其严格地等于待测部分电压( (a) (b) 图 SEQ 图 \* ARABIC 1 补偿原理 2.2比较测量法 如 REF _Ref342227493 \h 图 1（b）所示，同样由补偿原理知：当触头在P2位置时若检流计示零，则有： E2=IRP2B (2- （2-1）（2-2）两式相比得到： E1E2=RP1B 若知道E2、RP1B和R 2.3工作电流标准化 若上文中的E1已知，E2 I0= 由(2-3)式知，未知电动势E2=I0RP2 实际操作中，先不固定工作回路总电阻，而是固定RP1B在数值上为E1的1000倍，然后不动RP1B调节总电阻，当检流计示零时(2-4) 2.4跃接法和示零法 跃接法：需要用到检流计时按下接通按钮，若指针偏转过大立刻松开按钮切断检流计，以此保护检流计。这种使用检流计的方法就是跃接法。 示零法：通过检流计示数是否为零来判断通过回路的电流是否为零的方法叫做示零法。上述比较测量法需两次使用示零法。 3.实验目的 以补偿原理、比较测量法为基本原理和方法，自行组装电位差计，精确测量待测电池的电动势，并计算不确定度，分析误差来源；加深对基本原理与方法的理解、提高理论知识和实验能力。 4.实验仪器 电阻箱（两个），指针式检流计、标准电池、稳压电源、待测干电池、双刀双掷开关、导线。 5.实验步骤 1.设计电路图：如 REF _Ref342234069 \h 图 2所示。 图 SEQ 图 \* ARABIC 2 自组电位差计电路图 2.用下式计算出EN E 其中t为当前室温(℃)，E20=1.01861 v (5- SEQ (5- \* ARABIC 1) 3.将R1的电阻值调至1000EN，R2调至约 4.记录R=R1 5.开关接通S2，使标准电源接入补偿回路；跃接法接通检流计，调节R2大小，（同时调节R1大小以保证总电阻不变）使检流计示零。记录此时两个电阻箱的电阻值 6.灵敏度测试：在检流计示零之后，进一步改变R1（同时改变R2大小以保证总电阻不变），观察检流计的偏转。当检流计指针偏转n=14div时，记录下此时两个电阻箱的电阻值R1n和R 7.整理实验仪器，处理实验数据。 6.实验数据处理 6.1实验数据整理 1.实验室温度t=19.5℃，代入（5-1）式得E 2.实验数据整理如下： 开关状态 当前工作 电阻箱1 (Ω) 电阻箱2 (Ω) 接通S 调R2 R R 接通S 调R1 R R 接通S 灵敏度测试(n=14div) R R 表 SEQ 表 \* ARABIC 1 实验中两个电阻箱阻值