伏安法测电阻实验课件

由电表的标准误差与等级的关系表可知,rm ≤0.93% 属于1.0级表 , 但0.93％≤ r ≤1.0 ％也属1.0级电表不合要求,且表盘上 只标等级数 ,故选0.5级表
5)电路中电流表连接方法的选择:伏安 Nhomakorabea测电阻中当
6.
托马斯杨的光干涉实验 托马斯 杨的光干涉实验
牛顿也不是永远都正确的.在多次争 吵后,牛顿让科学界接受了这样的观点 :光是有微粒组成的,而不是一种波. 1830年,英国医生,物理学家托马斯 杨用实验来验证这点.他在百叶窗上开 了一个小洞,让光线通过,并用一面镜 子反射透过的光线.然后他用一个厚约 1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两 束.结果看到了相交的光线和阴影.这 说明两束光线可以像波一样相互干涉. 这个实验为一个世纪后量子学的创立起到了至关重要的作用.
3. 伦琴发现 射线 伦琴发现X射线
伦琴用来实验的一个简陋仓库 伦琴夫人的手
4.牛顿分解太阳光 牛顿分解太阳光
埃萨克牛顿出生那年,伽利略与世长辞.牛顿1665年毕业于剑 桥大学的三一学院,后来因躲避鼠疫在家呆了两年,后来顺利地得 到了工作.当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜色的光(亚 里士多德就是这样认为的),而彩色光是一种不知何故发生变化的 光. 为了验证这个假设,牛顿一面三棱镜放在阳光下,透过三棱镜, 光在墙上分解为不同的颜色,后来我们称作为光谱.人们知道彩虹 的五颜六色,但是他们认为那 是因为不正常.牛顿的结论是: 正是这些红,橙,黄,绿,蓝 ,靛,紫基础色有不同的色谱 才形成了表面上颜色单一的白 色光,如果你深入地看看,会 发现白光是非常美丽的.
σ U ≤ U 测 max × 0.0057 = 13 × 0.0057 = 0.074V 用σU代σ测;则所选表一起的算术偏差
仪 = 31/ 2 σ 测 = 31/ 2 σ U ≤ 0.074 × 31/ 2 = 0.13V
用所选仪器的算术偏差代替仪器校准误差取绝对值后中的最大值 得所选仪器的标称误差为:
rm =| δU |max ÷Vm = 仪 / Vm ≤ 0.13 / 15 = 0.87%
由电表的标准误差与等级的关系表可知,rm ≤0.87% 属于 1.0级表 ,但0.87％≤ rm ≤1.0 ％也属1.0级电表不合要求,且 表盘上只标等级数 ,故选0.5级表
4 ) 电流表的选择 (1)估算所测电流的近似值即 I测max≌U测max/R标=13/95=0.1368A (2) 电流表量程的选择:选择电流表量程的原则( 电流表的量程必须 大于最大所测电流值,又尽量接近最大所测电流值136.8mA) 由可供选择的电流表量程Im选150mA最好. (3)查表得电流表的内阻值Rig=0.3 (4)电流表等级的选择:由前面算得电流 I 的标准偏差 I≤I测max×0.0057=136.8×0.0057=0.78(mA) 用 I代
10.7 4.5
22.1 4.5
105 2
240 1
1K 0.5
14.68K 0.1
例三
设计伏安法测电阻中,要求用0—13v的电压测量标称值为95 线 电 曲线 电 值, 测结果 对误 E≤0.8%,请选择测量仪器 和测量条件. 1)电源的选择: 选择原则是电源的输出电压E≥U测max,且又尽量接近U测max ,U测max,=13v .再由可供选择的电源中可知,电源选择直流稳压电源0— 30v,粗调钮指第15v档. 2)所测电压,电流相对误差大小的分配(等量分配法把总误差平均地 分配到每一个分误差上去) R= U/ I ; E≤0.8％ 可推导出所测电阻结果相对误差的计算公式 得: E = [(σ u / U ) 2 + (σ I / I ) 2 ]1/ 2 ≤ 0.8% 若按等量分配法把总误差平均分配到每一个分误差上去,得
最近,美国两位学者在全美物理学家中做了一份调查, 请他们提名有史以来最经典的十大物理实验,结果刊登在美国 《物理世界》杂志上.
1.埃拉托色尼测量地球的周长 埃拉托色尼测量地球的周长
古埃及有一现名为阿斯旺的小镇.在这里,夏日正午的太阳悬在 头顶:物体没有影子,阳光直射入深水井中.埃拉托色尼是公元前3 世纪亚历山大图书馆的馆长,他意识到这一信息可以帮助他估计地球 的周长,在以后几年的时间里的同一天,同一时间,他在亚历山大测 量了同一地点的物体的影子.发现太阳光线有轻微的倾斜,在垂直方 向偏离了大约7度角. 剩下的就是几何学的问题了.假设地球是球状, 那么它的圆周应该跨越360度.如果两座城市成7度角,就是7/360的 圆周,就是当时5000个希腊运动场的距离.因此地球的周长就应该是 25万个希腊运动场.今天,通过航迹测算,我们知道埃拉托色尼的测 量误差仅在5%以内.
2. 伽利略的自由落体实验
在16世纪末,人人都认为重量大的物体比 重量小的物体下落的快,因为伟大的亚里士多 德已经这么说了.伽利略,当时在比萨大学数 学系任职,他大胆的向公众的观点挑战.著名 的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事: 他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体,让大家 看到两个物体同时落地.伽利略挑战亚里士多 德的代价也许是他失去工作,但他展示的是自 然界的本质,而不是人类的权威,科学作出了最 后的裁决.
二,设计性实验举例
例一, 例一,
在测量长方体体积中,若长方体的长A≌ 50cm,宽B≌ 4cm,高 C≌ 8mm,要求所测体积V的最后结果有四位有效数字,设计选用分别 测量长,宽,高的仪器.
对于A: A≌ 50cm=500.0mm,其中最后一位是可疑数,故用米尺 单次测量即可.没有必要用卡尺或千分尺测量. 对于B: B≌ 4cm=40.00mm,其中最后一位是可疑数,故用10分 游标卡尺单次测量即可,没有必要用千分尺测量.但用米尺测量的精度不 够. 对于C: C≌ 8mm=8.000mm,其中最后一位是可疑数,故只能用 千分尺单次测量即可.用米尺和游标卡尺都达不到实验要求. 由V=ABC≌500.0×40.00×8.000=160.00×10mm,此体积是中 间结果,取两位可疑数,即比最后结果四位有效数字多取一位,取五位 有效数字.
σ u / U = σ I / I = {[(0.8%) 2 ] / 2}1/ 2 = 0.0057
3)电压表的选择: (1)电压表量程的选择:选择电压表量程的原则是:Vm≥U测max,又 尽量接近于U测max,由可供选择的量程中可知,选择Vm=15v为最好. 此时电压表内阻为Rvg=200×15=3000 (2)电压表等级的选择:由(1-1)式可知所测U的标准偏差
7.米歇尔 傅科钟摆实验 米歇尔傅科钟摆实验 米歇尔 8.罗伯特 密里根的油滴实验 罗伯特密里根的油滴实验 罗伯特 9.卢瑟福发现核子的实验 卢瑟福发现核子的实验 10.托马斯 杨的双缝演示应用于电 托马斯杨的双缝演示应用于电 托马斯 子干涉的实验
设计性实验和科学实验
设计性实验:在学生有一定的基础实验训练后, 对学生进行的介于基本教学实验与实际科学实验 之间的,具有对科学实验全过程进行初步训练特 点的教学实验. 设计性实验要求:根据给定的实验题目,要求和 设计性实验要求:根据给定的实验题目, 实验条件, 实验条件,由学生自己设计方案并基本独立完成 全过程的实验. 全过程的实验.各校也应根据本校的实际情况设 置该部分实验内容(实验选题,教学要求,实验 置该部分实验内容(实验选题,教学要求, 条件,独立的程度等). 条件,独立的程度等).
若用米尺单次测A,则 A=0.5δA / 3 =0.5×1/3 =0.29mm 若用10分游标卡尺单次测B,则 B=0.5δB/3 =0.5×0.1 /3 =0.029mm 若用千分尺单次测C,则 C /3 =0.0029mm
C=0.5δC/3
=0.5×0.01 =0.5 0.01
又由V=ABC,可得E=[( A /A)+( B /B)+ ( C /C) ] =[(0.29/500)+(0.029/40)+ (0.0029/8.0)] =0.10% V=VE=160×0.10%=0.16cm
V
实验八 设计伏安法测电阻
总结上学期课程学习情况
选课存在的问题:不选课;不按选课时间做实验;选课了 不做实验;建议:选课前总览一下课表和自身的计划,合 理选课. 上课存在的问题:课前不预习或没有预习报告;上课东溜 西逛,打打闹闹,大声讲与学习内容无关的话(闲聊); 上课迟到;实验不认真,抄袭实验数据,没到实验结束就 要老师签字. 实验报告中存在的问题:无报告者姓名,学号,专业等信 息;原始数据无老师签字;抄袭报告;报告不整洁;报告 不完整等. 上学期成绩评定:平时成绩的平均值,不及格率约5% 本学期将采用随堂考核方式对实验成绩进行评定,很可能 抽查设计性实验.
①量筒法
②质量密度法 ③流体静力称衡法
④测长法 D L
三 设计伏安法测电阻举例
可供选择的仪器 1)电源:直流稳压电源,0—30v粗调钮每隔3v一档; 2)电压表:量程Vm为0—2.5—3—5—15—30v等;等级Sm 各量程都只有0.5级;内阻Rvg为每1v量程200 3)电流表:各量程电流表的等级都只有0.5级; 其量程数级对应的内阻数如下表所示.
一,进行科学实验的基本程序
1 选择科研课题. 选择科研课题. 2 制定设计要求. 制定设计要求. 3 广泛查找资料. 广泛查找资料. 4 选择实验方法. 选择实验方法. 5 写出实验原理. 写出实验原理. 6 选择实验仪器. 选择实验仪器. 7 确定实验内容. 确定实验内容. 8 进行精心实验,严格 进行精心实验, 操作调节, 操作调节,仔细认真测 如实记录实验数据. 量,如实记录实验数据. 9 写出科研论文或者科 研报告. 研报告.
测;则所选
I 表仪器的算术偏差
仪 = 31/ 2 σ 测 = 31/ 2 σ I ≤ 0.78 × 31/ 2 = 1.(mA) 4
用所选仪器的算术偏差代替仪器校准误差取绝对值后的最大值,得 所选仪器的标准误差为
rm =| δI |max ÷ I m = 仪 / I m ≤ 1.4 / 150 = 0.93%