中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中用電壓伏安法測(cè)電阻的精確度研究論文綜述

1、 本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）文獻(xiàn)綜述題目中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中用電壓補(bǔ)償法提高 伏安法測(cè)電阻的精確度研究 2013年 3月12日中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中用電壓補(bǔ)償法提高伏安法測(cè)電阻的精確度研究文獻(xiàn)綜述摘要：伏安法測(cè)電阻是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中重要的測(cè)量電阻方式，由于物理思路清晰，方法簡(jiǎn)單，所以。但也有系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生，對(duì)于系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生進(jìn)行分析，利用電壓補(bǔ)償法對(duì)伏安法測(cè)電阻的內(nèi)接法和外接法進(jìn)行修正，得以減小誤差。對(duì)于科學(xué)研究來(lái)講，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃龅娇茖W(xué)性，并且能夠得到精確的數(shù)字是最理想的。這電壓補(bǔ)償法的實(shí)驗(yàn)難度有所提高，這如何選用電表和實(shí)驗(yàn)鏈接方法也具有研究性，補(bǔ)償法的精確測(cè)量可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室科研工作。關(guān)鍵詞：伏安法測(cè)

2、電阻；電壓補(bǔ)償法；系統(tǒng)誤差；（一）研究現(xiàn)狀：電阻測(cè)量的最基本方法是伏安法，其基本原理是部分電路的歐姆定律，即用伏特表測(cè)出電阻兩端的電壓，用安培表測(cè)出流過(guò)電阻的電流，根據(jù)r=u/i測(cè)算出電阻。但由于實(shí)際伏特表的電阻不可能是無(wú)窮大，實(shí)際的安培表的電阻不可能等于零，故無(wú)論采用安培表的內(nèi)接法或者外接法，都存在測(cè)量的系統(tǒng)誤差，只是在不同的情況下選擇安培表的內(nèi)、外接法能減少相對(duì)誤差而已。那么能否用伏安法準(zhǔn)確測(cè)出待測(cè)電阻的阻值呢？為此必須首先搞清安培表內(nèi)外接法測(cè)電阻的誤差原因在哪里，然后用電壓補(bǔ)償法進(jìn)行改造。（二）主要參考文獻(xiàn)： 在普通物理實(shí)驗(yàn)2電磁學(xué)部分（第四版）中，對(duì)伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理和誤差分析做出

3、解釋。5伏安法測(cè)電阻內(nèi)接法和誤差分析：電路：如圖1。 結(jié)果：測(cè)量值偏大，即r測(cè)r。定性解釋：電流表內(nèi)接時(shí)，電流表的讀數(shù)與r中的電流相等。但由于電流表的內(nèi)阻ra0，而具有分壓作用，使電壓表讀數(shù)大于r兩端電壓，因此，由r測(cè)=u/i算得的電阻偏大。定量分析：因?yàn)殡妷罕硭康玫氖莚和ra的串聯(lián)電壓，所以測(cè)得值因此，在待測(cè)電阻rra時(shí)(這時(shí)電流表的分壓很小)，內(nèi)接法誤差小。外接法（電路：如圖2）。 結(jié)果：測(cè)量值偏小，即r測(cè)r。定性解釋：電壓表的讀數(shù)與r兩端電壓相等。但由于電壓表內(nèi)阻rv，而具有分流作用，使得電流表的讀數(shù)大于流過(guò)r的電流，因此由r測(cè)=u/i算得的電阻值偏小。 定量分析：因?yàn)殡娏鞅砹康玫氖峭?/p>

4、過(guò)r和rv的總電流，所以測(cè)得值是r和rv的并聯(lián)等效電阻。因此，在待測(cè)電阻rrv(這時(shí)電壓表分流很小)時(shí)，外接法誤差小。分析主要誤差是系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的。在實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理中有對(duì)系統(tǒng)誤差的分析：1、系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；2、系統(tǒng)誤差的表示和確定；3、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和檢驗(yàn)；4、系統(tǒng)誤差的限制和消除；8在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)與指導(dǎo)中有分析：1、系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生與修正；2、電表量程的選擇對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；1在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程中有對(duì)實(shí)驗(yàn)線路的比較與選擇和電源的使用規(guī)則電源使用規(guī)則：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路和具體設(shè)備，在接線前首先估計(jì)電路中可能出現(xiàn)電流和電壓的大小，初步判斷所用電表和其他實(shí)驗(yàn)器件的規(guī)格是否適用。在把握不大情況

5、下，盡可能先用大量程，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況改用適當(dāng)?shù)牧砍?。?）使用直流電源時(shí)，注意正負(fù)極性，按回路連接法連接。（3）在接線過(guò)程中，輸出電壓必須逆時(shí)針旋至最小。（4）使用電源要嚴(yán)防短路，短路就是電路電阻極小，致電流極大，使電路燒毀、電源損壞。2在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中有對(duì)直流電壓表、直流電流表和滑線變阻器的介紹；電表量程的選擇做解釋；3補(bǔ)償法 : 定義：采用一個(gè)可以變化的附加能量裝置，用以補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)中某部分能量損失或能量交換，使得實(shí)驗(yàn)條件滿足或接近理想狀態(tài)。 電壓補(bǔ)償原理：由穩(wěn)壓電源e1和滑線變一阻器r。組成一個(gè)分壓電路，所分得的電壓用電壓表v測(cè)出。由穩(wěn)壓電源e2、待測(cè)電阻rx二和電流表a組成一閉合回路，當(dāng)

6、rx兩端電壓與分壓器分得的電壓相等時(shí)，檢流計(jì)g指零。此時(shí)電路達(dá)到補(bǔ)償.電壓表示數(shù)就等于rx二兩端電壓。此時(shí)的電壓表既能測(cè)出rx二兩端的電壓，又不從e2k2arx回路中分得電流。所以此時(shí)的電壓表相當(dāng)于內(nèi)阻為無(wú)窮大的電壓表。而電流表測(cè)出的電流就是通過(guò)rx的電流。這樣很容易由歐姆定律的公式求出rx之值。6 內(nèi)接法的電壓補(bǔ)償法改裝電路圖外接法的電壓補(bǔ)償法改裝電路圖；7(三) 結(jié)論伏安法測(cè)量電阻時(shí)，誤差主要是電流表和電壓表的內(nèi)阻帶來(lái)的系統(tǒng)誤差.另外其被測(cè)電阻所流過(guò)的電流是由電源電壓所決定的，在測(cè)量中，電壓表的最小量程為3v,一般情況電表讀數(shù)在量程的2 /3至滿量程的范圍內(nèi)，讀數(shù)誤差最小，但考慮在2v -

7、 3v時(shí)，流過(guò)電阻的電流過(guò)大，流過(guò)電阻的電流過(guò)大使電阻發(fā)熱，阻值會(huì)增加，所以實(shí)驗(yàn)中電壓最大只取1v.而應(yīng)用補(bǔ)償法測(cè)量電阻，被測(cè)電阻所流過(guò)的電流是可以控制的，被測(cè)電阻雖仍有微量電流流過(guò)，但0.5ma或更微小的電流流過(guò)被測(cè)電阻所造成的影響是完全可以忽略的.由此可見(jiàn)，利用補(bǔ)償法測(cè)電阻，既能夠避免伏安法測(cè)電阻時(shí)由于電表內(nèi)阻引入的誤差，又可以避免電橋法測(cè)電阻時(shí)由于比率臂電阻不精確引入的誤差，不失為一種精確測(cè)量電阻的方法.參考文獻(xiàn)1 陳曙.物理學(xué)實(shí)驗(yàn)與指導(dǎo)m(第二版).北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，20092 崔玉廣，隋成玉.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程m.大連：大連理工大學(xué)出版社，20123 吳建忠，舒象喜等.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)m.成都：西南交通大學(xué)出版社，20104 陶淑芬，李銳等.普通物理實(shí)驗(yàn)m.北京：北京師范大學(xué)出版社，2010 5 楊述武，趙立竹等.普通物理實(shí)驗(yàn)2電磁學(xué)部分m(第四版).北京：高等教育出