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1、非平衡电桥,1,操作注意事项：,一、连接正确的电路图，注意微安表及电源的“+”“”极，不可接错。,二、调节E、R2、R3、R4使得微安表在冷水中偏转很小，沸水中接近满偏。,1,2,冷水中调平衡的一个简单方法是：使R3=R4(几千欧)，然后调节R2，使电桥基本平衡,热水中调满偏：保证R2不变，同步调节R3和R4（保持R3=R4），直到接近满偏,注意反复调节,电源电压最好大于1.0V,不得高于2.0V,数据记录,温度计读数：估读到0.1 微安表读数：估读到0.2uA,Tt273.15K, 如：95.5273.15368.2K 1/T取4位：2.7163103K-1,RT可取34位，尾数与真数的位数
2、相同,如R400 ，（3位），lnRt5.991（小数点后保留3位）,计算热敏电阻在20时的温度系数:,注意单位,Rt-t图,横、纵标 要标单位,坐标的准确位对应于整数格,图名,A,（2.620，3.540）,（3.230，4.090）,思考题,1非平衡电桥与平衡电桥有什么异同？ 答：两种电桥的异同：电路相同； 不同在于：平衡电桥；调平衡后，利用电压关系求电阻； 非平衡电桥不需调平衡，即不需要Ig0，而是通过Ig求电阻。 2热敏电阻有什么样的温度特性？为什么要用非平衡电桥而不是平衡电桥测量热敏电阻的温度特性？ 答：电阻值随温度变化而变化。 若用惠斯登电桥测量电阻时，电桥应调到平衡状态。由于被测
3、电阻阻值变化很快，电桥很难调到平衡，这时用非平衡电桥测量较为方便。它不需调平衡，即不需要Ig0，而是通过Ig求电阻。,3测量前，为什么使RT在冷水中时微安表基本无偏传，RT在沸水中时微安表接近满偏？答：因为实验过程温度范围是从冷水温度到热水温度，随着温度改变RT也变化从而引起经过微安标的电流发生变化，为了确保该电流在整个实验过程都不超出微安表的测量范围，同时变化范围不至于太小（太小，数据相接近，误差大），实验前必须调整电路，使使RT在冷水中时微安表基本无偏传，RT在沸水中时微安表接近满偏。,4微安表和电源的正负极可随便接吗？为什么？ 答：不可以。通过微安表的电流必须从正极进，负极出。例 如根据
4、电路图，当温度升高时，RT阻值下降，B点电压比D点高，所以电流从B点到D点，即微安表正极必须连B点，负极连D点。 如果RT位置或电源极性方向改变，微安表的接法也应随之改变。,B,D,5试利用以上所学知识设计一个半导体温度计。答：利用电流表读数与阻值一一对应的关系，可以用热敏电阻作为探头，用微安表测量Ig，并将微安表刻度盘的电流分度值改变为温度分度值，这样的组合就可以用来测量温度。注意不同的温度范围应选择不同的热敏电阻与微安表。这样的温度计具有体积小、对温度反应灵敏和便于操控的优点。,6能否用惠斯登电桥做该实验？请你设计一下，并画出电路图。除此之外还可用什么仪器代替？ 答：理论上可以，但可操作性
5、差。直接用箱式惠斯登电桥测热敏电阻阻值。如图，调节合适比率和比率臂电阻，使灵敏电流计指向零刻度，然后迅速从温度计读出此时的温度（由于温度是动态变化的，故测量时可提前20进行跟踪，以保证测量速度与测量精度）。除此之外，还可以用数字多用表（电阻档）代替惠斯登电桥。,落球法测量粘滞系数,1,测量原理：,起初速度小，重力大于其余两个力的合力，小球向下作加速度越来越小的加速运动；随着速度的增加，粘滞阻力也相应的增大，合力相应的减小。,修正项,空程误差的产生,显微镜读数注意：鼓轮要采用同一方向旋转测量，以避免空程误差。空程误差是由螺母与螺杆间的间隙造成的,调节手轮，以及镜筒与物体之间的距离，使物体清晰呈现
6、,转动鼓轮，使叉丝依次对准钢球的两边界，记下读数（如千分尺）。,实验报告中出现的问题,数据处理： 每一个小钢球对应一个粘滞系数的测量值，最后再求出平均的粘滞系数。错：部分学生求出了5个小球的平均直径，再求平均下落时间，最后带到粘滞系数的公式中计算。应：分别由5个落球实验数据，求出各自的粘度i，和平均值均，计算不确定度，得到均均，最后和已知比较，做相对误差分析。,由于d不是独立的变量，不可用误差传递公式求相对误差。,注意绝对误差取一位，及末尾对齐,思考题：,1. 如何判断小球在作匀速运动？答：测量小球下落过程中不同段的路程和以及对应的时间和，由求出这两段路程的平均速度，比较这两个速度看是否相等。
7、如果大致相等的，由此可以判断小球在做匀速运动。2. 斯托克斯定理成立的条件是什么？实验室对这些条件都满足吗? 对不满足的条件如何处理？答：光滑的小球在无限宽广的均匀液体中下落，并无涡流产生。实验中小球是在内径为D的玻璃圆筒中的液体里下落，不能满足无限深广的条件。但当圆筒直径比小球直径大很多、液体高度远远大于小球直径时，其差异是微小的，所以只需在斯托克斯公式后面加一项修正值。3. 为什么要用（1）式计算粘滞系数，而不用（5）式？答：同上,4. 为什么使用读数显微镜要单方向测量？什么是空程误差？ 答：用读数显微镜测量时，鼓轮要采用同一方向旋转测量，以避免空程误差。空程误差是由螺母与螺杆间的间隙造成
8、的 5. 在实验中，下列因素会使测出的粘滞系数变化，是变大还是变小：小球不在瓶中心下落；瓶不铅直；小球不圆；小球表面附有气泡。 （1）答：小球不在瓶中心下落，粘滞系数变大。因为器壁对液体的挤压使得液体的粘滞阻力更大，而越远离瓶中心越靠近器壁，这种效果越明显，从而使粘滞力越大，测得的粘滞系数随之增大。 （2）答：如图所示，在下端将会靠近器壁，由上题可知，靠近器壁，会使粘滞系数变大。 （3）小球不圆，只是指粗糙 答：斯托克斯公式要求小球是圆而光滑的，但不光滑粗糙阻力会变大，也 就结果是变大。若测的是小球偏长端的直径，（像针锥形）则变小。（4）答：油中有气泡，粘滞系数变大。因为小球遇到气泡的阻挡，使
9、下落的时间增大，由公式，t大则变大。,d,6. 如果上激光器过于接近液体的上表面,则会产生误差,这种误差属于系统误差还是偶然误差;会使测得的液体粘度偏大还是偏小？ 答：该误差属于系统误差。上激光器过于接近液体的上表面，小球在初始这段距离里还处于加速阶段，而粘滞系数公式是根据小球做匀速运动受力平衡计算出来的，这个误差是由于与理论分析不符所造成的，因此属于系统误差。显然，加速阶段的速度小于匀速运动时的速度，从而使得时间t变大，由公式可知，t大则变大。 7. 小球是否可沿内壁下落,为什么? 答：因为器壁对液体的挤压使得液体的粘滞阻力更大，而越远离瓶中心越靠近器壁，这种效果越明显，从而使粘滞力越大，测得的粘滞系数随之增大。 8. 为什么要测量液体温度?答：因为液体的温度不同，其粘度 不同，只有确定液体温度才能通过查表（或根据液体粘度曲线图）找出该温度下的 公认值，从而与实验的测量结果比较。,
