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1、聊城大学基础物理实验室实验1 伏安法测电阻 一、基本教学要求 1. 学会正确使用直流稳压电源、直流电流表、直流电压表、滑线变阻器，学会电表的读数方法； 2. 学习用伏安法测电阻，正确选择电路、连接电路(内接或外接)；3. 认识实验中存在的系统误差，学习减小、修正系统误差的方法。4用不确定度来表示测量误差。 二、实验原理根据测量电阻。电表内阻会引入系统误差，为减小系统误差就要合理选择电路。一般测量电路的选择标准为：当用内接法，当时用外接法，但满足时选哪种接法呢？ 还可根据公式法和试触法判断。公式法：当被测电阻的粗测值时，用“内接法”测量误差小；当时，用“外接法”测量误差小；如果被测电阻的粗测值恰
2、好满足条件时，用两种接法误差相等。当Rx的大约值和RV、RA已知时，可用此法判断。试触法：分别用内、外接法测出（U内、I内）和（U外、I外），若时，说明电流表的分压作用明显，应该选外接法；若时，说明电压表的分流作用明显，应该选内接法。当Rx的大约值、RV、RA未知时，可用此法判断。为了消除电表引入的系统误差，可用（内接法）和（外接法）来消除系统误差。为了用上述公式消除系统误差，可先测出电表内阻。测电表内阻时伏安法、半偏法、等偏法、替代法、补偿法等方法任选。三、实验内容给定一个标定值为1KW，额定功率为1W的待测电阻，安培表和伏特表内阻都未知。1、选择合适的接法测出电阻值。2、主回路中要有滑线变
3、阻器调节Rx上的电压，有分压和限流两种接法，要根据滑线变阻器的规格选择合适的接法。3、选择合适的量程使滑线变阻器改变时，表的指针有较大幅度的变化。并根据量程确定读数应保留的小数位数。4、测出伏特表或安培表的内阻（测量方法见电表内阻的测量部分），对测量结果进行修正。四、测量数据及数据处理（1）先判断用哪种接法测量（写出判断依据）。画出电路图。（2）测电阻：测量结果记入下表。所用电压表量程 ；电流表量程 。（测电压、电流时，应正确保留小数点后的位数）U ( V)I ( mA)Rx测量值测量值的不确定度测量以上数据的过程中电表量程能否改变，为什么？测量不少于10组电压、电流值，用平均值法或用exce
4、l、origin作图法求出被测电阻值。修正电表内阻引入的系统误差。五、训练的基本方法与技能练习用伏安法测量电阻，认识系统误差，减小并修正系统误差。六、教学重点及难点重点：减小并修正系统误差。难点：减小电表内阻的测量误差。七、思考题及参考答案1. 伏安法测电阻时，内接法和外接法分别适用于什么条件？若已知电表内阻，得出的结果如何进行修正？若电表内阻无法得知，能否进行修正？若能请提出修正方案。提示：适用条件：内接法或或；外接法：或或。修正：（内接法）； （外接法）。若电表内阻无法得知，修正方法一：可用桥式补偿电路使电压表不分流，则测出的U和I同时都是R上的数据。修正方法二：外接时，等间隔变化R，并调
5、滑线变阻器使电压表保持恒定，中的变量只有I与R一一对应，测出两组以上数据求得Rx。内接时，等间隔变化R，调节滑线变阻器，保持电流表恒定，中的变量只有V与R一一对应，测出两组以上数据求得Rx。修正方法三：电压补偿法（如下图），电压表中没有分流。【参考文献】(1)伏安法测电阻中电表内阻的修正,李林 物理实验1995,17（5）:227-228.(2)伏安法测电阻中消除内阻RA、RV影响的方法 柳州师专学报 1995,10（3）:66-68.2. 用伏安法测电阻的两种接线方法，分别测量标称值为10的电阻，问哪一种接法误差较小？已知电流表量程为1.5mA, 内阻为100；电压表量程为10V，内阻为10
6、0；电源电压为10V，电表本身的误差不计。提示：用公式法判断即可。3.某同学利用伏安法测电阻时，由于不知道待测电阻的阻值范围，而无法确定电流表是内接还是外接，他利用试触法确定。当外接时伏特表示数为2.2V，安培表示数为5.0mA；内接时伏特表示数为2.8V，安培表示数为4.0mA。该同学要获得较精确的测量结果应选择内接还是外接？提示：用试触法判断依据。4.如何判断滑线变阻器用分压接法还是限流接法？提示：滑线变阻器与负载对比，两者接近时用限流接法好，调节范围大且线性变化；滑线变阻器的阻值小于负载时用分压接好，调节时电压线性变化。5. 内接法测电阻时, 被测电阻是不是越大越好；外接法测电阻时被测电
7、阻是不是越小越好?提示：不是，还要看电表的测量误差。电阻太大，电流表的偏转很小，可能导致电流表的仪器相对误差（A是量程，a是准确度等级，I是测量值）大于其内阻引入的系统误差。参考文献：伏安法测电阻时电表和电路的选择依据，刘贺崇，阜阳师范学院学报，2000,17（1）：37-39.八、评分标准1、实验预习占20% 实验原理应介绍内接法和外接法产生误差的原因，误差如何修正，两种接法的适用条件。实验步骤能较详细的介绍实际的测量过程。2、课堂表现占40% 按时上课10分（迟到扣10分）；实验过程认真，爱护仪器，能正确测量数据，实验结束后仪器完好，实验台整齐。3、实验报告占40% 测量数据及单位正确；数据处理正确；实验结论明确；误差分析及对测量结果的修正正确；回答思考题。
