成都信息工程学院

物理实验报告

姓名：   黄春玲        专业：                 班级：                学号：              

实验日期：   20##-9-1下午       实验教室：     5206          指导教师：                 

                                                                                            

【实验名称】  伏安法测线性电阻阻值（设计性）

【实验目的】

1. 学会简单的电路设计；明确如何选择仪器和确定最佳测量条件

2. 学会分析实验中的系统误差,掌握其修正方法

【实验要求】

1.要求电阻的测量误差,选择相应仪器并确定最佳测量条件。

2.分别计算两种接线方法(即内接法和外接法)其电表内阻引起的系统误差，选择一种方法满足实验要求的。

3.设计并绘出适当的线路图(图中标仪器规格,元件参数)。

4.写出设计步骤，记录数据。

5.数据处理，误差分析.

【仪器和用具】(根据设计需要选择)

1.待测电阻两个();

2.直流稳压电源一台;

3.滑线变阻器（500一只；23只）；

4.电压表: (0-1.5-3V,0.5级,电压灵敏度200)一只;

5.电流表:

(0-50-100mA,0.5级,表头压降90mV)一只

(0-150-300A,0.5级,表头压降177 mV)一只

6.开关数个,导线若干.

【设计方案】

实验原理：本实验要求我们用伏安法测量线性电阻的阻值，那其实验原理一定是，即通过测量电阻两端的电压，以及流过电阻的电流，根据欧姆定律计算得到电阻的值。

设计方案：

1、 根据要求选择电表

1）确定电表的等级  根据设计要求，我们通过欧姆定律得到电阻的值的相对误差要小于1.5％，即。，是一个间接测量量，其误差也是间接测量误差，所以

根据间接测量误差传递公式有：

假设（这是一个误差的理论假设）总误差平均的分配到每个分误差上，即误差均分原则。

根据误差均分原则，得到：

1、

对于电表这类的示值类的仪器，。以上两式就是选择合适电流表和电压表等级的重要依据。

因为，就要求我们在等级的选择上必须选取小于等于0.75级的。从上学期所操作过的实验我们知道，根据国家规定，电表的等级划分为：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。那满足我们实验要求就有0.1、0.2、0.5三个等级的电表，但是在设计性实验中，我们选择仪器设备时还有一个节约的原则，即：在满足条件的情况下，首先考虑选择精度最低的仪器。那么在本实验中，我们只能选择 0.5级的电压表和电流表。

2）选择电表的量程

A、对于测量，假设选取0.5级，1.5V的电压表，那么根据

有

所以测量时应选择0.5级，1.5V的电压表和0.5级，100mA的电流表作为测量仪器。

B、对于测量，同理可以得到

所以测量时应选择0.5级，3V的电压表和0.5级，300uA的电流表作为测量仪器。

2、 判断电流表的接线方法

对于伏安法测线性电阻阻值，电表的接法主要是指电流表在电路中内接还是外接。一般有两种判断方法：

一种是用与的大小相比较，如果，那电流表应该外接，如图1所示；如果，那电流表应该内接，如图2所示；

A、 对于测量，根据所选的电表：

，，那么

所以测量时，电流表采用外接。

B、 对于测量，根据所选的电表：

，，那么

所以测量时，电流表采用内接。

另一种判断方法是根据内外接电路所带来的误差进行比较，选取误差小一些的接线方式进行具体实验。方法如下

假设（1）、电流表外接，如图1示：

两端电压为 ，电流表上，那么，实际是与电压表内阻的并联的结果，所引入的方法误差表示为：

                                    （1）

（2）、电流表内接，如图2所示：

，  ， 则  ，实际是与电流表内阻的并联的结果，所引入的方法误差表示为：

                                     (2)

A、对于测量，选取的测量仪器是0.5级，1.5V的电压表，带入数据得到，通过比较得应该采取电流表外接的接线电路。如图1

B、对于测量，选取的测量仪器是0.5级，3V的电压表和0.5级，300uA的电流表，带入数据得到，通过比较得应该采取电流表内接的接线电路。如图2

3、 确定最佳测量范围

实验中，使用的仪器选好了，电路的接线方式也确定了，在测量过程中应该有最佳的测量范围。确定最佳测量范围的原则是：1、电表不能超过满量程。2、电表使用低于满量程时，由电表引起的测量相对误差应满足要求

A、        对于测量，选取0.5级，1.5V的电压表，

因为，计算出

可得电压表的最佳测量范围为：

同理毫安表的最佳测量范围为：（在此条件内都能满足误差要求）

B、对于测量，同理可得

电压表的最佳测量范围为：

电流表的最佳测量范围为：

4、 公式修正

A、对于测量，我们采取电流表外接的接线电路。

B、对于测量，我们采取电流表内接的接线电路。

【注意事项】

1.  在最佳测量范围内采用多点测量法，且各点均匀。

2.  按照要求接好线路，检查无误后方能通电。

【数据记录】（双击可见以下两表的计算过程）

A、对于测量 

B、对于测量 

注意：

1、 一定要用修正公式进行计算，得到的值。

2、 可能有一些测量点不在测量范围，要舍去，用符合要求的测量点进行计算。

【数据处理】

A、对于测量 ：

 

<1.5%

B、对于测量 ：

  

<1.5%

【实验结果】

A、对于测量 ：

实验结果完全符合实验要求，说明该设计合理，操作正确，实验成功。

B、对于测量 ：

实验结果完全符合实验要求，说明该设计合理，操作正确，实验成功。

【问题讨论】   略

 

第二篇：伏安法测电阻设计性试验(一)