1、成都信息工程学院物理实验报告姓名： 蔡青 专业： 班级： 学号： 实验日期： 2007-9-1下午 实验教室： 5102-1 指导教师： 【实验名称】 伏安法测线性电阻阻值（设计性）【实验目的】1. 学会简单的电路设计；明确如何选择仪器和确定最佳测量条件2. 学会分析实验中的系统误差,掌握其修正方法【实验要求】1.若要求电阻的测量误差 ,应如何选择仪器和确定最佳测量条件?%5.1XR2.对你所用仪器来说,两种接线方法(即内接法和外接法)其电表内阻给测量引起的系统误差各为多少?你采用哪一种方法?是否必须修正才能满足实验要求的 ?5.1XR3.设计并绘出适当的线路图(图中标仪器规格,元件参数);4
2、.写出测量步骤设计好数据记录表格.5.提出数据处理和误差估算方法.【仪器和用具】(根据设计需要选择)1.待测电阻两个( );KRXX10;512.直流稳压电源一台;3.滑线变阻器（500 一只；23 只） ；A3., 一，一 只 ； A1403,4.电压表:(0-2.5-5-10V,0.2 级,电压灵敏度 333.3 /V)一只,(0-1.5-3V,0.5 级,电压灵敏度 200)一只;V/5.电流表:(0-50-100mA,0.5级,表头压降 90mV)一只(0-150-300 A,0.5级,表头压降 177 mV)一只6.开关数个,导线若干.四、设计方案1、实验原理：本实验要求我们用伏安法
3、测量线性电阻的阻值，那其实验原理一定是 ，即通过VRI测量电阻两端的电压，以及流过电阻的电流，根据欧姆定律计算得到电阻的值。2、设计方案：根据设计要求，我们通过欧姆定律得到电阻的值的相对误差要小于 1.5，即。回顾一下以前在理论课所讲的误差理论知识，我们知道通过伏安法测量线性电阻的1.5%xRE阻值 ，是一个间接测量得到的，其误差也是间接测量误差，是需要通过误差的传递公式而合成的。VI那么我们不难得到：根据间接测量误差传递公式有： 。1.5%xRIVE这时候我们来一个假设（这是一个误差的理论假设） ，总误差平均的分配到每个分误差上，那就是误差均分原则。根据误差均分原则，那么 1.5%0.70.
4、75%0.752IVIV对于这种形式，我们不会陌生吧，在仪器误差的相关章节，我说过，对于电表这类的示值类的仪器，。那以上两式就是选择合适电流表和电压表等级的重要依据。%仪量 程选择电表：对于电表的选择，重要的两个参数就是电表的等级和量程。因为 ，就要求我们在等级的选择上必须选取小于等于 0.75级的。从0.750.75%VI上学期所操作过的实验我们知道，根据国家规定，电表的等级划分为：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 七个等级。那满足我们实验要求就有 0.1、0.2、0.5 三个等级的电表，但是在设计性实验中，我们选择仪器设备时还有一个节约的原则，就是：在满足条件的情况下
5、，首先考虑选择精度最低的仪器。那么在本实验中，我们只有选择 0.5 级的电压表和电流表，请大家看一看，在所提供选择的电压表中只有一只是 0.5级的，而两只电流表都是 0.5级的。所以，我们还要分别对两个不同阻值的电阻的测量进行分析：A、对于测量 ，假设选取 0.5级，1.5V 的电压表，那么根据15XRVRI有 1.0mxVIA所以测量 时应选择 0.5级，1.5V 的电压表和 0.5级，100mA 的电流表作为测量仪器。1XRB、对于测量 ，同理可以得到20K2301mxVIAR所以测量 时应选择 0.5级，3V 的电压表和 0.5级，300uA 的电流表作为测量仪器。2X判断电流表的接法：
6、对于伏安法测线性电阻阻值，电表的接法主要是指电流表在电路中内接还是外接。一般有两种判断方法：一种是用 与 的大小相比较，如果 ，那电流表应该外接，如图 1所示；如AVRx xAVR果 ，那电流表应该内接，如图 2所示；xA、 对于测量 ，根据所选的电表：15X， ，那么20.3VR90/1.AR16.43VAR所以测量 时，电流表采用外接。1XB、 对于测量 ，根据所选的电表：2K， ，那么036VR17/0.359AR594VAR所以测量 时，电流表采用内接。21X另一种判断方法是根据内外接电路所带来的误差进行比较，选取误差小一些的接线方式进行具体实验。方法如下假设（1） 、电流表外接，如图
7、 1示：两端电压为 ，电流表上 ，那么 ，实际是 与电压表内阻 的xRxVxVIxVRIxRV图 1RxmAvI IVIx 图 2RxmAvI VxVA并联的结果，所引入的方法误差表示为：（1）vxR2（2） 、电流表内接，如图2所示：， ， 则 ，实际是 与电流表内阻 的并联的结xAVxIxAxAIVxRA果，所引入的方法误差表示为：(2)AxRA、对于测量 ，选取的测量仪器是 0.5级，1.5V 的电压表，带入数据得到15XR，通过比较得应该采取电流表外接的接线电路。如图 19.072.0内外 xxB、对于测量 ，选取的测量仪器是 0.5级，3V 的电压表和 0.5级，300uA 的电流表
8、，带2XK入数据得到 ，通过比较得应该采取电流表内接的接线电路。如图 25043内外 xxRR、确定最佳测量条件：实验中，使用的仪器选好了，电路的接线方式也确定了，在测量过程中应该有最佳的测量范围。确定最佳测量范围的原则是：1、电表不能超过满量程。2、电表使用低于满量程时，由电表引起的测量相对误差应满足要求 0.75%UIA、对于测量 ，选取 0.5级，1.5V 的电压表，因为 , 1XR%V仪量 程，又 ，故：0.75V仪 量 程 0.751.V仪测可得电压表的最佳测量范围为： 1测同理毫安表的最佳测量范围为： （在此条件内都能满足误差要求）6.710mAIB、对于测量 ，同理根据上例可得出
9、20XRK电压表的最佳测量范围为： 3VU电流表的最佳测量范围为： 0AI、公式的修正：A、对于测量 ，我们采取电流表外接的接线电路。15XR1xVRIB、对于测量 ，我们采取电流表内接的接线电路。210XRK2xARI【注意事项】1. 在最佳测量范围内采用多点测量法，且各点均匀。2. 按照要求接好线路，检查无误后方能通电。【数据记录】 （双击可见以下两表的计算过程）A、对于测量 15XR30V1.000 1.050 1.100 1.150 1.200 1.250 1.300 1.350 1.400 1.450 1.50071.1 74.8 78.2 82 86 89.1 92.9 97 10
10、014.757 14.727 14.758 14.712 14.634 14.717 14.678 14.595 14.68514.69590.06059 0.03058 0.06257 0.01622 0.06178 0.0215 0.01772 0.10133 0.01061 0.04255()VvIm1()xR()()x xRB、对于测量 2XRK9A2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00198 208 218 228 239 250 258 269 278 289 2989506.2 9501.7 9497.7 94
11、51.8 9410 9487.5 9447.2 9481.9 9444.6 9477.19470.5835.5728 31.1621 27.1383 18.74 60.581 16.9384 23.4063 11.3614 25.9789 6.533125.7412()VvIA2()xR1()()xR注意：1、 一定要用修正公式进行计算，得到 的值。xR2、 可能有一些测量点不在测量范围，要舍去，用符合要求的测量点进行计算。【数据处理】A、对于测量 ：1XR114.70XiRn11.XiX10%.27.5XRB、对于测量 ：2XR229.47XiXRkn220.3XiX21%.1.5XR【实验结果】A、对于测量 ：1XR 1114.70.0%28XXR实验结果完全符合实验要求，说明该设计合理，操作正确，实验成功。B、对于测量 ：2XR32229.470.)110%3XXR (实验结果完全符合实验要求，说明该设计合理，操作正确，实验成功。【问题讨论】略
