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1、电磁学实验设计性实验报告设计课题：用补偿法测电阻班级：2012级物理学一班 姓名：王俊东学号：201205110134指导教师：郝福生实验时间：2013年11月实验成绩：用补偿法测电阻实验任务与要求】1. 学会正确使用电流表、电压表、检流计、电阻箱和变阻器等 仪器；2. 学会用伏安法测电阻的几种不同接线方法并分析对系统误 差的影响；3. 学会用补偿法测电阻；实验设计方案】1 建立物理模型和理论伏安法：要测某一电阻Rx的阻值，用电压表测出Rx两端的电压，用电流表测出通过Rx的电流，利用部分电路的欧姆定律:R=T (1)即可计算出电阻Rx的阻值。由于电压表和电流表都不是理想电表，即电表的内阻并非理
2、想值，因此实验 测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。2 实验方法选择电流表外接法：在图 1 的外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值U为R两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流 过电压表的电流之和，此时测得的电阻为R与Rv的并联总电阻，即： 此时给测量带来的系统误差方根来源于Rv的分流作用，系统的相对误差为：R -R1E 二一测x 100%=x 100%R1+土R（3）3. 实验仪器的选择a. 安培表b. 伏特表c. 检流计 AC5/2 型d. 电阻：R （250Q滑线变阻器）；R由电阻箱提供，R : 250Q2.54kQ0x3（多圈电位器） ）e. 电源：直
3、流3V电源4. 试验基本原理与方法a.基本原理：在一定温度下，直流电通过待测电阻R时，用电压表测出R两端xx的电压U用电流表测出通过R的电流I，x则电阻值可表示为： R =U/Ixb.试验方法：连接如下电路图，调节R3使检流计 G 无电流通过（指针指零），这 时电压表指示的电压值U等于R两bdx端的电压U，即b,d之间的电压补偿了acR 两端的电压。清除了电压内阻对电路x的影响。【实验内容与步骤】1. 按上述电路图布置并接好导线；2. 对试验室给定的待测电阻，按以下步骤选取电表量程 将稳压电源的输出电压调到 3V 移动滑线变阻器R的滑动端，使R大于R /30 1 0 由大到小试探着先取电流表量
4、程，直到电流示值大于量程的 1/33调节R，使U达到补偿状态3 bd 粗调：确认K断开，断续接通检流计的“电计”（若指针超出量2程就立即松开），并试探着调节R，使检流计指针偏转逐渐减小,3直至接近零 细调：合上K，以提高检测灵敏度；仔细调节R，使检流计指23针指零4.记录下此时电压表的示值U，电流表的示值I，填表重复测量：断开电计K。移动滑线变阻器R的滑动端，依次增加R中的电2 0 x流I,重复步骤34，再测量4组U，I的对应值【测量数据记录】R=500Q U=3vN12345I (mA)1.622.122.523.003.42V（V）0.8421.0421.2821.5221.722实验现象
5、：调节滑动变阻器，检流计示数指向零；对应一对电压电流值。【实验数据处理】N12345I (mA)1.622.122.523.003.42V（V）0.8421.0421.2821.5221.722RQ)505.52I=1/5(1.62+2.12+2.52+3.00+3.43)mA=2.536mAU=1/5（0.842+1.042+1.282+1.522+1.722）v=1.282vR=U/I=1.282/2.536Q =505.520E=|R-R0|/R0*100%=|505.52-500|/500*100%=1.104% 【实验讨论与感想】 电路简单，实用性强。电路中的元件和仪表都是常用器件，
6、并且个滑动变阻器和 电阻箱的阻值是否准确均不会影响被测电阻的测量值，从而对电阻器件的选择降 低了要求。调节方便，电路通过粗调和细调的设计，既可以提高测量的速度，又可以保护检 流计，这是电桥发测量电阻时很难做到的。修正系统误差。电路中测量仪表自身的电阻与测量结果无关，从而降低了测量方 法引入的误差，这是单纯伏案法测量电阻时无法做到的。注意事项1将稳压电源的输出电压调到3V,不要超过电表测量范围.2移动滑线变阻器R的滑动端，使R大于R /30 1 03. 由大到小试探着先取电流表量程，直到电流示值大于量程的 1/34. 粗调：确认K断开，断续接通检流计的“电计”（若指针超出量程就立即松开），2并试
7、探着调节R，使检流计指针偏转逐渐减小，直至接近零35细调：合上K，以提高检测灵敏度；仔细调节R，使检流计指针指零236. 为了便于比较误差的大小，这里将补偿法测电阻与伏安法测电阻作一组对照，两种测量方法中的电流表，电压表选得完全相同，选用BZ-4型检流计（灵敏度 为10 9A/mm）以一个标准电阻R （ R = R =5000 ）作为被测电阻进行测量，为 标 标 x了简单，这里就只分析测量时产生的绝对误差口R E、l和相对误差EU x 补卜7. 在试验前要检查各用电器材是否正常运作。电流表，电压表，检流计也要事先 校零【实验结论】综上所述，利用补偿法测量电阻，既发挥了伏安法测量电阻的优点，又克服 了这个测量方法的缺点，该方法的测量灵敏度只取决于各测量仪表的灵敏度，与 电路本身的参数无关，在现有的试验设备和有限的误差范围内，利用补偿法测电 阻也是一种非常有效的方法。【参考资料】（1）轻工六院校编，大学物理实验，北京师范大学出版社，1990（2）林纾，龚镇雄，普通物理实验，人民教育出版社，19913) 张奎等编著，大学物理实验华东华工学院出版社4) 欧阳九令，常用物理测量手册，中国工人出版社
