检流计的特性2.docx

检流计的特性 实验结果和数据处理： 1、 观察检流计的运动状态 少年班 陈晨 P选取 R kp 1 1 分别为临界电阻的 、 3 2 、1、2、3 倍时，判别检流计的运动状态，测出光标 第一次回到自然平衡位置(零点)的时间和最终达到平衡位置的阻尼时间（每种状态测两次）。 实验中，已知检流计的临界阻尼电阻为R c ? 771? R R 时间（第一次/最终） kp 1 3 1 2 R R 7.05/7.05 7.07/7.07 c R 4.79/4.79 4.81/4.81 c 1.28/1.28 1.30/1.30 c 2R 0.74/5.50 0.70/5.04 c 3R 0.57/7.19 0.59/6.89 c 分析数据，可以得出以下结论： 1 1 前两种情形，即R ? R 及 R ? R 3 c 2 c ，为过阻尼状态，动圈做单向偏转运动，缓慢 地趋向平衡位置，R 越小，到达平衡位置的时间越长。 第三种情形，即R ? R ，圈无振动地很快达到平衡位置，一般来说，检流计的临界 c 阻尼状态是它的理想工作状态。 I V2、 测量检流计的电流常数C 和电压常数 C I V 选择R = Rc,使检流计工作在临界状态，选择合适的R /R ,调节滑线变阻器R，使 kp 0 1 光标 n=60mm,记下对应的刻度n 和电压V ,然后将开关K 迅速倒向，记下反方向 偏转 n ’。 1 1 01 2 调节变阻器 R,使得光标每次减少 5mm,重复(1)的步骤，得到一组 n 、n ’ 和 V 的 i i 0i 数据。 由平均值做出n-V 曲线，求出K=?n/?V,带入(15)和(17),计算 C 和 C 。 n / n / mm i 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 60.2 55.9 49.5 46.0 40.2 36.9 31.8 26.1 22.0 16.9 12.0 0.48 0.45 0.40 0.36 0.32 0.30 0.24 0.20 0.14 0.12 0.08 / mm 60.1 55.5 49.8 45.5 40.1 36.0 30.9 25.6 21.0 16.0 11.0 n / mm n / mm i V /V 01 n ? i (n ? n ) i 2 i B Linear Fit of Data1_B 60 率为 k ? 119.28705 mm/V 50 由此计算得 40 m I V R m C ? G ? ? 0 1 ?? 2.61?10?6 n/ 30 I n nR 0 R ? R ? R G kp 1 20 V C ? G ? V R ? 0 1 ?? 2.10 ?10?3V / m n nRV ? n n R 10 0 1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v /v 01 3、 测量阻尼时间 Tc 阻尼时间Tc 是指在临界状态下，检流计从最大偏转位置(如 60mm)到达稳定平衡位置需要的时间，断开开关K1,测量三次 Tc。 测量得 1 1 T c 1.72 2 1.68 3 1.78 计算得 平均值T c  ? 1.73s 标准差? ? 0.05033 s A 类不确定度u A  ? 0.02906s 把以上数据代入公式U ? 得到T 为 (t (t u )2 ? (k ? / C) 2 p A p B T ? 1.73 ? 0.0385s P=0.68 c T ? 1.73 ? 0.1250s P=0.95 c T ? 1.73 ? 0.2886s P=0.99 c 4、 测量自由振荡周期T 0 2? 自由振动周期T ? 0 ? 0 ，是指检流计无阻尼的振动周期，使光标满偏（如 60mm）后， 2切断换向开关S ，用秒表测三个全振动的时间（重复测三次），求出平均值T 2 0 。这样测 出的T 0 是否是真正的自由振动周期？为什么？ 1 1 T 0 6.40 2 6.59 3 6.40 计算得 平均值T 0  ? 2.15s 标准差?  ? 0.03656s A 类不确定度u A  ? 0.02111s 把以上数据代入公式U ? 得到T 为 (t (t u )2 ? (k ? / C) 2 p A p B T ? 2.15 ? 0.0281s P=0.68 c T ? 2.15 ? 0.0910s P=0.95 c T ? 2.15 ? 0.2098s P=0.99 c 这样得到的T 0 并非是真正的自由振动周期，因为在测量中虽然断开了换向开关，即去掉了 电磁阻尼力矩，但是并没有消除空气阻尼力矩，故并非是真正的自由振动。 ?C ?C 5、 求最大偏转