半偏法误差分析剖析
用半偏法测电阻及误差分析

{用半偏法测电阻及误差分析用半偏法可以测量电流表的电阻(含灵敏电流计)、伏特表的电阻和未知电阻的阻值.如何设计实验电路,如何测量,怎样减少实验误差,下面分类解析.1、 用半偏法测电流表的内阻R g电流表的内阻R g 的测量电路有图1和图2两种电路. 应用图1电路测量电流表的内阻: 步骤: (1)先闭会开关S 1和S 2,调节变阻器R ,使电流表指针指向满偏;(2)再断开开关S 2,仅调节电阻箱R /,使电流表指针指向半偏; `(3)电流表的内阻等于电阻箱的阻值R /.实验仪器的基本要求:R << R /. 表流表内阻误差分析:图1是串联半偏,因为流过R g 和R /的电流相等,应比较它们的电压U g 和U 2的大小,S 2闭合时,两者电压之和和U =U g +U 2=U g +0= U g ,S 2断开时,电路的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律得:总电流减少,R 的右端电阻、R 0和电源内阻三者电压之和减少,并联部分的电压U 并增大,即U 并= U g /2 +U 2/> U g所以U 2/ > U g /2 ,R /> R g .故测量值偏大.注:在图1电路中,R /只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比灵敏电流计的电阻大一点就可以了.R 一般使用滑动变阻器,其阻值要求较小,要求R << R /,以减小因闭合S 2而引起总电压的变化,从而减小误差.应用图2电路测量电流表的内阻: *步骤:(1)先将R 调到最左端,闭合S 1,断开S 2,调节R 使电流表满偏; (2)使R 不变,闭合S 2调节电阻箱R ’使电流表指到满刻度的一半; (3)此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻R g . 实验的基本要求:R >> R /. 表流表内阻误差分析图2是并联半偏,在半偏法测内阻电路中,当闭合S 2时,引起总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R ’的电流比电流表电流多,R ’的电阻比电流表的电阻小,但我们就把R /的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小.注:图2电路中,R ’只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比灵敏电流表的电阻大一点就可以了,R 一般使用滑动变阻器,也可用电阻箱或电位器,但其阻值要求较大,要求R >> R /,以减小S 1 R 0 R S 2图1 ,R /~图2因闭合S 2而引起总电流的变化,从而减小误差.2、用半偏法测电压表的内阻 应用图3电路测量电压表的内阻 步骤:(1)先将R 调到最左端,闭合S 1和 S 2,调节R 使电压表满偏;(2)使R 不变,断开S 2调节R /使电压表指到满刻度的一半;(3)此时电阻箱R /的读数即为电压表的内阻R V . 电压表内阻误差分析: |在半偏法测电压表内阻电路中,在断开S 2时,引起总电阻增大,滑动变阻器两端分得电压将超过原电压表的满偏电压,调节R ’使电压表半偏时,R / 上的电压将比电压表半偏电压大,故R /的电阻比电压表的内阻大,所以测得电压表内阻偏大.注:在图3电路中,R /只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了,R 一般使用滑动变阻器,其阻值要求较小,以减小因闭合S 2而引起总电压的变化,从而减小误差.3、用半偏法测未知电阻R x 的阻值拓展1:如果已知电流表的内阻为R g ,将一个未知的电阻R x按图4连接,可以测出未知的电阻R x 的阻值. 步骤同图1;测量结果为:R x =R /- R g 误差分析如图3;拓展2:如果已知电流表的内阻为R g ,将一个未知的电阻R x按图5连接,可以测出未知的电阻R x 的阻值.,步骤同图2;测量结果为:R x =R /- R g 误差分析如图2 题例分析:例1(04天津理综)现有一块59C2头),满偏电流为A μ50,内阻约为800~850ΩmA 1、mA 10的两量程电流表.可供选择的器材有:滑动变阻器R 1,最大阻值20Ω; 电阻箱R ',最大阻值Ω9999"1 图4电池E 1,电动势;电池2E ,电动势V 0.3;电池3E ,电动势V 5.4;(所有电池内阻均不计) 标准电流表A ,满偏电流mA 5.1;单刀单掷开关1S 和2S ,单刀双掷开关3S ,电阻丝及导线若干.采用如图6所示电路测量表头的内阻,为提高测量精确度,选用的滑动变阻器为 ;选用的电池为 .图6解析:根据半偏法的实验原理,提高测量精确度,按图6电路,就要求R >> R /,以减小因闭合S 2而引起总电流的变化,从而减小误差.因此题中已知的器材滑动变阻器选2R (或最大阻值Ωk 100).电流表的满偏电流为A μ50,滑动变阻器的最大阻值Ωk 100,可知其需要的电压为A μ50X Ωk 100=5V ,故选电动势的3E .同型题:1(05年江苏)将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G 改装成电压表并进行核对.(1)利用如图7所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的电动势E=4V ):先闭合S 1,调节R ,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S 2,保持R 不变,调节R ′,使电流表指针偏转到满刻度的32,读出此时R ′的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值R g= Ω.(2)将该表改装成量程为3V 的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0= Ω的电阻.答案:(1)100 (2)串联 9900 例2(88年全国高考)如图8所示是测定电流表内电阻实验的电路图,电流表的内电阻约在100Ω左右,满偏电流为500μA,用电池作电源. 某学生进行的实验步骤如下:①先将R 的阻值调节到最大,合上K 1,调节R 的阻值,使电流表的指针偏到满刻度.②合上K 2,调节R ′和R 的阻值,使电流表的指针偏到满刻度的一半. 》③记下R ′的阻值.指出上述实验步骤中有什么错误.]图8GR^ K 1 K 2答:.解析:②只调节R′,不能调节R同型题2(84年全国高考)测定电流表内电阻的实验中备用的器件有:A、电流表(量程0~100μA),B、标准伏特表(量程0~5V),C、电阻箱(阻值范围0~999Ω),D、电阻箱(阻值范围0~9999Ω),《E、电源(电动势2V,有内阻),F、电源(电动势6V,有内阻),G、滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,额定电流,还有若干电键和导线.(1)、如果采用图9所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度,那末从以上备用的器件中,可变电阻R1应选用 ,可变电阻R2应选用 ,电源ε应选用.(用字母代号填写)(2)、如果实验时要进行的步骤有:A、合上K1;B、合上K2;C、观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大;图9'D、调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;E、调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;F、记下R2的阻值.把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:①;②;③;④;⑤;⑥.(3)、如果在步骤F中所得R2的阻值为600欧姆,则图9中电流表的内电阻R g的测量值为欧姆.(4)、如果要将第(1)小题中的电流表A改装成量程为0~5V的伏特表,则改装的方法是跟电流表联一个阻值为欧姆的电阻.(5)、图10所示器件中,一部分是将电流表改装为伏特表所需的,其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行核对所需的.首先在下面空白处画出改装和核对都包括在内的电路图(要求对0~5V的所有刻度都能在实验中进行核对),然后在图2上画出连线,将所示器件按以上要求连接成实验电路./答案:(1).D,C,F (2).CADBEF (3).600. (4)、串,49400.(5)、图119图12。
“半偏法”测电阻的误差分析

“半偏法”测电阻实验的误差分析与改进黄陂一中试题研究中心:姜付锦“半偏法”测电阻实验是电学实验中一个很重要的实验,由于其电路简单、精度较高,所以在平时的实验中经常用到。
笔者通过对“半偏法”的研究发现,此实验的误差来源有两个:(1)电阻箱'R 和变阻器R 的阻值关系;(2)两次偏角的大小关系。
本文试着从这两个方面来改进这个实验,使其达到更高的精度,不当之处,请同仁们给予指正。
一、半偏电流法实验与改进1.具体操作步骤:如图1所示,先把开关12,K K 都断开将电位器的阻值调到最大,然后闭合开关2K 调节电位器的阻值使电流表满偏,最后再闭合开关1K 并调节电阻箱的阻值使 电流表半偏,记下此时电阻箱的阻值'R 。
电路中 要求变阻器R 的值远大于电阻箱'R 的值,才能认为电阻箱的值'R 与电流表的内阻g R 近似相等。
但实际上,电阻箱在接入电路后,干路电阻变小,电流变大。
当电流表半偏时,电阻箱上的分流是大于2g I 的,所以电阻箱的值小于g R ,用'R 代替g R 则测量值偏小。
2.定量研究:为了提高实验的精度,可以改变两次的偏角大小关系。
设电流表第一 次是满偏,第二次的偏角是第一次的n 倍(01)n <<,电动势为E ,无内阻,则有以 下表达式:'''',g g g ggg EE R R R nI E R R I R R R R R=+=+++g g g 上式可化简为:''11()11g n R R n R nn R-=--g3.讨论:当12n =时,''1g R R R R=-(即为题目中的半偏法),且'R R >>,则有'g R R =图1但测量值仍是偏小的。
当n 值减小时,其测量精度会提高,因为n 越小,表明电阻 箱分流多其阻值'R 越小,而R 又是一个定值,则'1g n R R n-=。
半偏法及其系统误差分析

半偏法及其系统误差分析
半偏法(Half-Period Method)是一种测量时间间隔误差的方法,常用于测量钟表、计时器、震荡器等时间测量设备的精度,以及物理实验中的时间测量误差等。
该方法通过比较两个相邻时间间隔的平均值和系统误差的差异,以及其方差,来评估测量设备的准确度和稳定性。
半偏法的基本原理是将一段时间分成若干个相邻的时间间隔,并记录下每个时间间隔的测量结果。
然后将相邻的两个时间间隔的平均值与系统误差进行比较,以评估系统误差对测量结果的影响。
具体步骤如下:
1.选择测量时间段,并将其等分成n个时间间隔(至少3个)。
对于物理实验中的时间测量误差,一般需要保证时间跨度足够长,以便观察系统误差的影响。
2.进行测量,记录下每个时间间隔的测量结果。
3.计算相邻两个时间间隔的平均值,并计算平均值的标准差。
1.仪器固有误差:包括仪器的刻度不准确、零位偏移、灵敏度不一致等问题。
这些误差会导致测量结果整体上的偏差。
2.环境变化:例如温度变化、气压变化等都可能对测量结果产生一定的影响。
3.操作误差:例如使用不正确的操作方式、技术人员疏忽等都可能导致系统误差的增加。
分析系统误差可以采取以下几种方法:
1.重复测量:多次进行相同测量,查看测量结果的稳定性和一致性。
若结果变化较大,则可能存在系统误差。
2.与参考标准比较:将被测量设备与已知准确度较高的参考标准进行比较,评估其误差大小。
3.分析实验数据:根据测量结果和已知条件,运用统计学方法进行数据分析,以判断系统误差的大小。
半偏法及其系统误差分析

半偏法及其系统误差分析半偏法(Half-sampling method)是一种设计实验的方法,用于估计实验中的系统误差。
系统误差也被称为系统偏差,是由于实验的设计或执行过程中存在的非随机误差引起的。
系统误差可能导致实验的估计结果偏离真实值,因此需要进行系统误差分析以评估实验结果的可靠性。
半偏法通过对每个样本进行两次测量,并分别计算两次测量结果的差异来估计系统误差。
具体步骤如下:1.随机选择一组样本进行实验。
对每个样本进行两次测量,得到两个测量值。
2.计算每个样本的差异(第二次测量值减去第一次测量值),得到一组差异值。
3.计算差异值的平均值,作为系统误差的估计。
4.统计估计的标准误差,用于评估估计结果的精确度。
半偏法的核心思想是通过比较两次测量的结果来估计系统误差。
假设两次测量独立且服从正态分布,那么差异值也将服从正态分布。
通过计算一组差异值的平均值,可以减少个别测量误差的干扰,从而更准确地估计系统误差。
在实际应用中,半偏法通常用于比较不同实验条件下的测量结果,以评估实验设计或执行过程中的系统误差。
它可以帮助确定实验中存在的偏差类型,并提供对测量结果的可靠评估。
系统误差分析通常包括以下步骤:1.收集和整理半偏法的结果。
将差异值按照实验条件、操作者、仪器等分类整理,以便进行进一步分析。
3.评估系统误差的大小和影响程度。
根据差异值的统计特征,确定系统误差的范围和可靠度。
4.提出改进措施。
根据系统误差的结果和分析,提出改进实验设计或执行的具体建议,以减少系统误差的影响。
系统误差分析是实验设计和执行的重要环节,可以提高实验结果的可靠性和准确性。
通过使用半偏法和系统误差分析,可以识别和纠正实验中的系统偏差,提高实验结果的可比性和对真实情况的反映程度。
半偏法测电表内阻及误差分析

半偏法测电表内阻及误差分析2019-05-24⽤电表指针半偏法测定电表内阻的典型实验有两个,⼀个是测电流表的内阻,另外⼀个是测电压表的内阻。
⼀、半偏法测电流表的内阻1.实验电路本实验的⽬的是测定电流表的内阻,实验电路如图1所⽰,实验中滑动变阻器采⽤限流连接,电流表和电阻箱并联。
2.实验原理与步骤①断开S2,闭合S1,调节R0,使电流表的⽰数满偏为Ig;②保持R0不变,闭合S2,调节电阻箱R,使电流表的⽰数半偏为;③电流表与电阻箱并联,则可得电阻箱的读数即为电流表的内阻,即RA=R。
3.误差分析电阻箱接⼊后导致回路总电阻增⼤,则通过电源的电流减⼩,由闭合电路欧姆定律可知电阻箱与电流表并联部分电压增⼤,通过电流表与电阻箱的总电流⼤于电流表的满偏电流Ig,则当电流表的电流为时,通过电阻箱的电流⼤于,电阻箱的阻值⼩于电流表的阻值,即电流表的测量值偏⼩。
当R0>>RA时,电阻箱接⼊前后,回路总电阻变化较⼩,测量误差⼩。
此⽅法⽐较适⽤于测量⼩阻值的电流表的内阻,且测量值偏⼩。
⼆、半偏法测电压表的内阻1.实验电路本实验的⽬的是测量电压表的内阻,实验电路如图2所⽰,滑动变阻器采⽤分压连接,电阻箱和电压表串联。
2.实验原理与步骤①断开开关S,按电路图连接好电路;②把滑动变阻器R的滑⽚P滑到b端;③将电阻箱R0的阻值调到零;④闭合开关S;⑤移动滑动变阻器R的滑⽚P的位置,使电压表的指针指到满偏的位置;⑥保持滑动变阻器R的滑⽚P位置不变,调节电阻箱R0的阻值,使电压表指针指到半偏位置,读出此时电阻箱R0的阻值,此值即为电压表内阻RV的测量值。
3.误差分析该实验中,电阻箱接⼊后回路总电阻增⼤,由闭合电路欧姆定律可得电阻箱与电压表串联部分的电压⼤于电压表的满偏电压Ug,此时,电压表半偏时,加在电阻箱的电压⼤于,则电阻箱的读数⼤于电压表的阻值,即电压表内阻的测量值偏⼤。
当电压表的阻值远⼤于滑动变阻器的最⼤值时,电阻箱接⼊前后对回路总电阻的影响较⼩,测量误差较⼩。
用半偏法测电阻及误差分析

江苏省姜堰中学二轮复习教学案用半偏法测电阻及误差分析用半偏法可以测量电流表的电阻(含灵敏电流计)、伏特表的电阻和未知电阻的阻值.如何设计实验电路,如何测量,怎样减少实验误差,下面分类解析.1、 用半偏法测电流表的内阻R g 电流表的内阻R g 的测量电路有图1和图2两种电路.应用图1电路测量电流表的内阻:步骤:(1)先闭会开关S 1和S 2,调节变阻器R ,使电流表指针指向满偏;(2)再断开开关S 2,仅调节电阻箱R /,使电流表指针指向半偏; (3)电流表的内阻等于电阻箱的阻值R /.实验仪器的基本要求:R << R /.表流表内阻误差分析:图1是串联半偏,因为流过R g 和R / 的电流相等,应比较它们的电压U g 和U 2的大小,S 2闭合时,两者电压之和和U =U g +U 2=U g +0= U g ,S 2断开时,电路的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律得:总电流减少,R 的右端电阻、R 0和电源内阻三者电压之和减少,并联部分的电压U 并增大,即U 并= U g /2 +U 2/ > U g所以U 2/ > U g /2 ,R / > R g .故测量值偏大.注:在图1电路中,R / 只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比灵敏电流计的电阻大一点就可以了.R 一般使用滑动变阻器,其阻值要求较小,要求R << R / ,以减小因闭合S 2而引起总电压的变化,从而减小误差.应用图2电路测量电流表的内阻: 步骤:(1)先将R 调到最左端,闭合S 1,断开S 2,调节R 使电流表满偏;(2)使R 不变,闭合S 2调节电阻箱R ’使电流表指到满刻度的一半;(3)此时电阻箱R ’的读数即为电流表的内阻R g . 实验的基本要求:R >> R /. 表流表内阻误差分析图2是并联半偏,在半偏法测内阻电路中,当闭合S 2时,引起总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R ’的电流比电流表电流多,R ’的电阻比电流表的电阻小,但我们就把R / 的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小.注:图2电路中,R ’只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比灵敏电流表的1图1 图2电阻大一点就可以了,R 一般使用滑动变阻器,也可用电阻箱或电位器,但其阻值要求较大,要求R >> R / ,以减小因闭合S 2而引起总电流的变化,从而减小误差.2、用半偏法测电压表的内阻 应用图3电路测量电压表的内阻 步骤:(1)先将R 调到最左端,闭合S 1和 S 2,调节R 使电压表满偏;(2)使R 不变,断开S 2调节R / 使电压表指到满刻度的一半;(3)此时电阻箱R / 的读数即为电压表的内阻R V . 电压表内阻误差分析: 在半偏法测电压表内阻电路中,在断开S 2时,引起总电阻增大,滑动变阻器两端分得电压将超过原电压表的满偏电压,调节R ’使电压表半偏时,R / 上的电压将比电压表半偏电压大,故R / 的电阻比电压表的内阻大,所以测得电压表内阻偏大.注:在图3电路中,R / 只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了,R 一般使用滑动变阻器,其阻值要求较小,以减小因闭合S 2而引起总电压的变化,从而减小误差.3、用半偏法测未知电阻R x 的阻值拓展1:如果已知电流表的内阻为R g ,将一个未知的电阻R x 按图4连接,可以测出未知的电阻R x 的阻值. 步骤同图1;测量结果为:R x =R / - R g 误差分析如图3;拓展2:如果已知电流表的内阻为R g ,将一个未知的电阻R x 按图5连接,可以测出未知的电阻R x 的阻值.步骤同图2; 测量结果为:R x =R /- R g误差分析如图2 题例分析:例1(04天津理综)现有一块59C2型的小量程电流表G (表头),满偏电流为A μ50,内阻约为800~850Ω,把它改装成mA 1、mA 10的两量程电流表.可供选择的器材有:滑动变阻器R 1,最大阻值20Ω; 滑动变阻器2R ,最大阻值Ωk 100 电阻箱R ',最大阻值Ω9999定值电阻0R ,阻值Ωk 1;电池E 1,电动势1.5V ;电池2E ,电动势V 0.3;电池3E ,电动势V 5.4;(所有电池内图31图4图5阻均不计)标准电流表A 单刀单掷开关1S 和2S 采用如图6为 ;选用的电池为 小因闭合S 2最大阻值Ωk 100)要的电压为A μ50X Ωk 100=5V ,故选电动势4.5V 的3E .同型题:1(05年江苏)将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G 改装成电压表并进行核对.(1)利用如图7所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的电动势E=4V ):先闭合S 1,调节R ,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S 2,保持R 不变,调节R ′,使电流表指针偏转到满刻度的32,读出此时R ′的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值R g=Ω.(2)将该表改装成量程为3V 的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0= Ω的电阻.答案:(1)100 (2)串联 9900例2(88年全国高考)如图8所示是测定电流表内电阻实验的电路图,电流表的内电阻约在100Ω左右,满偏电流为500μA,用电池作电源.某学生进行的实验步骤如下:①先将R 的阻值调节到最大,合上K 1,调节R 的阻值,使电流表的指针偏到满刻度.图7图8②合上K2,调节R′和R的阻值,使电流表的指针偏到满刻度的一半.③记下R′的阻值.指出上述实验步骤中有什么错误.答:.解析:②只调节R′,不能调节R同型题2(84年全国高考)测定电流表内电阻的实验中备用的器件有:A、电流表(量程0~100μA),B、标准伏特表(量程0~5V),C、电阻箱(阻值范围0~999Ω),D、电阻箱(阻值范围0~9999Ω),E、电源(电动势2V,有内阻),F、电源(电动势6V,有内阻),G、滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,额定电流1.5A),还有若干电键和导线.(1)、如果采用图9所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度,那末从以上备用的器件中,可变电阻R1应选用 ,可变电阻R2应选用 ,电源ε应选用.(用字母代号填写)(2)、如果实验时要进行的步骤有:A、合上K1;B、合上K2;C、观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调图9至最大;D、调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;E、调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;F、记下R2的阻值.把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:①;②;③;④;⑤;⑥.(3)、如果在步骤F中所得R2的阻值为600欧姆,则图9中电流表的内电阻R g的测量值为欧姆.(4)、如果要将第(1)小题中的电流表A改装成量程为0~5V的伏特表,则改装的方法是跟电流表联一个阻值为欧姆的电阻.(5)、图10所示器件中,一部分是将电流表改装为伏特表所需的,其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行核对所需的.首先在下面空白处画出改装和核对都包括在内的电路图(要求对0~5V的所有刻度都能在实验中进行核对),然后在图2上画出连线,将所示器件按以上要求连接成实验电路.图10答案:(1).D,C,F (2).CADBEF (3).600. (4)、串,49400. (5)、图119图12。
半偏法误差分析剖析

半偏法误差分析剖析半偏法误差分析(partialling out approach)是一种常见的回归分析方法,用于解决自变量之间存在共线性(collinearity)问题。
在回归分析中,当自变量之间存在高度相关性时,会导致回归系数估计偏离真实值,模型的预测能力下降。
半偏法误差分析通过将自变量之间的相关性部分化,消除了共线性引起的偏误,得到更准确的回归系数估计。
半偏法误差分析的核心思想是将自变量分为被解释变量(endogenous variable)和解释变量(exogenous variable)。
被解释变量是受到其他自变量影响的变量,而解释变量是独立于其他自变量的变量。
通过将被解释变量与解释变量分离,可以获得纯粹的相关关系,从而准确估计回归系数。
举例来说,假设我们研究地的房价与房屋面积、房龄和地理位置的关系。
由于房屋面积和房龄之间可能存在相关性,传统的回归分析会导致模型估计偏误。
使用半偏法误差分析,我们可以将房屋面积和房龄作为解释变量,地理位置作为被解释变量,并使用地理位置的残差作为新的解释变量。
这样,我们消除了地理位置与房屋面积和房龄之间的相关性,得到了更准确的回归系数估计。
1.构建初始模型:将所有自变量包括在一个多元回归模型中。
2.计算被解释变量的残差:使用初始模型计算被解释变量的残差。
3.选取解释变量:从初始模型中选择一个解释变量。
4.回归分析:使用选择的解释变量和被解释变量的残差进行回归分析。
5.检验解释变量的显著性:通过假设检验来判断选择的解释变量是否显著影响被解释变量。
6.添加下一个解释变量:重复步骤3-5,逐步添加其他解释变量。
7.检验完整模型的拟合优度:最终得到的模型包括所有解释变量和被解释变量的残差,使用假设检验来判断整个模型的拟合优度。
半偏法误差分析可以有效解决共线性问题,提高回归模型的预测能力。
然而,需要注意的是,半偏法误差分析只能通过解释变量之间的因果关系来消除偏误,而不能处理解释变量与被解释变量之间的内生性(endogeneity)问题。
完整版用半偏法测电阻及误差分析

完整版用半偏法测电阻及误差分析半偏法是电阻测量中常用的一种方法,其基本原理是通过对电阻两端加上偏置电压,测量电流和电压的关系,从而计算出电阻的数值。
本文将详细介绍半偏法测电阻的步骤以及误差分析。
一、半偏法测电阻的步骤1.准备工作a.将所需测量的电阻准备妥当。
b.准备一个恒定电压源,能够产生相对较小的电压(通常在1V左右)。
c.准备一个测量电流的电流表和一个测量电压的电压表。
2.建立电路a.将电阻连接到待测电路中,并将待测电路与电压源相连。
b.将电流表与电阻串联,测量电流。
将电压表与电阻平行,测量电压。
3.计算电阻值根据测得的电流和电压值,计算电阻的数值。
常用的计算公式是R=U/I,其中R为电阻值,U为电压,I为电流。
4.误差分析二、误差分析1.仪器误差a.电流表和电压表的实际测量值与理论值之间存在误差,称为仪器误差。
通常情况下,仪器误差会在一定的范围内。
b.仪器误差可以通过计算多次测量的平均值来减小,这可以提高测量的准确性。
2.环境误差a.环境因素如温度、湿度等可能会影响测量结果,称为环境误差。
这些因素可能导致电阻值的变化,从而影响测量结果的准确性。
b.为了尽量减小环境误差的影响,可以在较稳定的环境条件下进行测量,并避免温度变化较大的地方进行测量。
3.人为误差b.为了降低人为误差的影响,可以进行多次测量取平均值,并提前熟悉测量方法和操作规程。
4.综合误差a.综合误差是由仪器误差、环境误差和人为误差等诸多因素共同引起的测量误差。
为了减小综合误差,需要综合考虑各个因素对测量结果的影响,并采取相应的措施。
总结:。
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半偏法测电流表和电压表的内阻实验系统误差分析
湖北省监利县朱河中学黄尚鹏
摘要:本文从理论上运用严格的数学方法对半偏法测电流表和电压表的内阻实验的系统误差进行了分析,从而给出半偏法测电流表和电压表内阻的实验条件,以供大家参考。
关键词:半偏法系统误差相对误差闭合电路欧姆定律并联分流串联分压
一、半偏法测电流表的内阻实验系统误差分析
半偏法测电流表的内阻实验电路原理图如图1所示,实验操作步骤如下:
图1
第一步:开关、闭合前,将滑动变阻器的阻值调到最大。
第二步:闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表满偏。
第三步:保持开关闭合,滑动变阻器不动,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表半偏。
第四步:记下此时电阻箱的阻值,则电流表的内阻。
本实验要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,即,这样就可近似认为开关闭合前后干路中的总电流是不变的。
但事实上,当开关闭合后,干路中的总电流是变大的,当电流表半偏时,通过电阻箱的电流比通过电流表的电流要大,根据并联分流规律可知,半偏法测出的电流表的内阻要比电流表的实际内阻小。
下面笔者从理论上运用严格的数学方法对该实验的系统误差进行分析。
假定电源的电动势为,内阻为,电流表的满偏电流为。
闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表满偏时,根据闭合电路欧姆定律得
(1)
闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表半偏时,根据闭合电路欧姆定律及并联分流公式得
(2)
联立(1)和(2),消除和得(3)由(1)解得,将其代入(3)得(4)
由(3)可知,且当,即时,近似成立。
由(4)可知与的相对误差(5)由(5)可知,电源的电动势越大,相对误差越小。
结论:用半偏法测电流表的内阻时,测量值比真实值小,为减小实验误差,应使滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,即,而要做到这一点,必须使用电动势较大的电源,且为防止电流表过载,必须用大阻值的滑动变阻器与之匹配,可见电源的电动势的大小对误差起主导作用。
二、半偏法测电压表的内阻实验系统误差分析
半偏法测电压表的内阻实验电路原理图如图2所示,实验操作步骤如下:
图2
第一步:开关闭合前,将电阻箱的阻值调到零,滑动变阻器的滑片调到最左端。
第二步:闭合开关,调节滑动变阻器的滑片的位置,使电压表满偏。
第三步:保持滑动变阻器的滑片的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表半偏。
第四步:记下此时电阻箱的阻值,则电压表的内阻。
本实验要求滑动变阻器的阻值远小于电压表的内阻,即,这样就可近似认为调节电阻箱
的阻值后,滑动变阻器的左端电阻分得的电压仍然为满偏电压。
但事实上调节的阻值后,分得的电压增大,当电压表半偏时,电阻箱两端电压比电压表两端电压要大,根据串联分压规律可知,
半偏法测出的电压表的内阻要比电压表的实际内阻大。
下面笔者从两个不同的角度运用两种方法对该实验的系统误差进行分析。
假定电源的电动势为,内阻为,电压表的满偏电压为。
当,开关闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电压表满偏时,根据闭合电路欧姆定律得,其中(1)调节电阻箱的阻值,使电压表半偏时,根据闭合电路欧姆定律及串联分压公式得
(2)方法一:
联立(1)和(2),消除和得(3)显然,且与的相对误差
根据平均值不等式,故
又根据分式不等式及
则由(1)可知(最后一步用到)
于是有,故
(4)
由(4)可知,当时,近似成立,且选择电动势较小的电源也可以减小相对误差,当然为使电压表指针能达到满偏,必须满足,故要选择电动势略大于电压表的满偏电压的电源。
方法二:
将(1)式整理成关于的一元二次方程得
(5)
将(2)式整理成关于的一元二次方程得
(6)
方程(5)和(6)有公共根,记为,即为的阻值。
设方程(5)的另一根为,方程(6)的另一根为,根据韦达定理即一元二次方程的根与系数的关系得
(7)(8)
(9)(10)(11)(12)联立(11)和(12)解得(13)(14)
将(13)代入(7)解得(15)将(13)代入(8)解得
(16)根据及(15)和(16)得与的相对误差的取值范围
(17)注意:由于,可知(17)式的右边
由(17)式的左边可知,,由(17)式的右边可知,为减小相对误差,应选择小阻值的滑动变阻器,且电源的电动势要适当小一些,也可以减小相对误差,当然为使电压表指针能达到满偏,必须满足,故要选择电动势略大于电压表的满偏电压的电源。
结论:显然上述两种方法得出的结论是一致的,由此可知用半偏法测电压表的内阻时,测量值比真实值大,为减小实验误差,应使滑动变阻器的阻值远小于电压表的内阻且应该选择电动势略大于电压表的满偏电压的电源。
参考文献:
1.全日制普通高级中学教科书(必修加选修)物理第二册人民教育出版社物理室编著(2003年6月第1版)
2.张大同编《高中物理竞赛辅导》陕西师范大学出版社(2000年6月第2版)。