【文章內容簡介】 2=(3592177。6) ΩR3=(5069177。8) Ω R4=(1043177。2) Ω(2) 箱式電橋（a = 級） 由△R=177。a/100%(kR3+RN/10), =△R得：U=?(10R3+1000/10)∴U1=?(10?+100)=U2=?(10?+100)=2ΩU3=?(10?+100)=2ΩU4=?(10?+100)=測量結果： R1=(177。)Ω R2=(3585177。2)ΩR3=(5064177。2)Ω R4=(177。)Ω思考題(1) 電橋一般有兩個比例臂RR2，一個測定臂R3 和另一個待測電阻RX 組成。電橋的平衡條件是RX=（R1/R2） R3。(2) 不能平衡，因為橋臂兩端C 和D 兩點電位不會相等。(3) ①不會，因為被測阻值僅僅依賴于RRR3 三個阻值。② 會，因為要由檢流計判斷是否平衡。③ 不會，因為檢流計分度值不影響電橋誤差。④ 會，因為電壓太低會降低電橋的靈敏度，從而增大誤差。⑤ 會，因為除了RRR3 三個電阻外，還有導線電阻。(4) ，應考慮電源電壓及倍率。電源電壓選擇6V，倍率R1/R2=1，因為當電橋的四個臂接近時電橋有較高的靈敏度。? 電橋的平衡條件是什么?答：由電源、開關、檢流計橋臂電阻組成。平衡條件是Rx=(R1/R2)R3 的一個頭沒接(或斷頭)，電橋是否能調平衡?為什么?答：不能，Rx 沒接（或斷頭），電路將變?yōu)橛覉D 所示，A、C 及C、D 間總有電流，所以電橋不能調平。?為什么?(1) 電源電壓不太穩(wěn)定；由于電橋調平以后與電源電壓無關，則電源電壓不太穩(wěn)定基本不會使電橋誤差增大。(2) 檢流計沒有調好零點；若檢流計沒有調好零點，當其指針指零時檢流計中電流不為零，即電橋沒有達到平衡正態(tài)，此時的測量讀數中將會含有較大誤差甚至會出現錯誤讀數；(3) 檢流計分度值大；檢流計分度值大時會使電橋誤差增大，因電橋的靈敏度與分度值成反比；(4) 電源電壓太低；電源電壓太低會使電橋誤差增大，因電橋的靈敏度與電源電壓成正比；(5) 導線電阻不能完全忽略；對高電阻不會，當被測電阻的阻值很高時導線電阻可以忽略。4. 為了能更好地測準電阻， 在自組電橋時，應該考慮哪些因素?這些因素如何選取? 答：應考慮電源電壓，比例 臂的電阻值，檢流計的分度值。電源電壓取6V，R1，R2 取1000Ω， 級μA 表。液體粘滯系數的測定實驗目的(1) 觀察液體的內摩擦現象,了解小球在液體中下落的運動規(guī)律。(2) 用多管落球法測定液體粘滯系數。(3) 掌握讀數顯微鏡及停表的使用方法。(4) 學習用外延擴展法獲得理想條件的思想方法。(5) 用作圖法及最小二乘法處理數據。實驗方法原理液體流動時,各層之間有相對運動,任意兩層間產生等值反向的作用力, 稱其為內摩擦力或粘滯力f , f 的方向沿液 層接觸面,其大小與接觸面積S 及速度梯度成正比,即dxf =ηS dv當密度為ρ的小球緩慢下落時，根據斯托克斯定律可知,小球受到的摩擦阻力為f = 3πηvd小球勻速下落時, 小球所受的重力ρvg,浮力ρovg,及摩擦阻力f 平衡，有V( ρ ? ρo )g = 3πηvodπd (ρ ρo )g 3πηvod61 3 ? =oov( )gd18ρ ρ 2η?=大量的實驗數據分析表明t 與d/D 成線性關系。以t 為縱軸，d/D 為橫軸的實驗圖線為一直線，直線在t 軸上的截 距為to，此時為無限廣延的液體小球下所需要的時間，故tvo = L實驗圖線為直線，因此有t = to +ax可用最小二乘法確定a 和t0 的值。實驗步驟(1) 用讀數顯微鏡測鋼珠的直徑。(2) 用卡尺量量筒的內徑。(3) 向量筒內投入鋼球，并測出鋼球通過上下兩劃痕之間距離所需要的時間。(4) 記錄室溫。數據處理序號小球直徑/mm量筒直徑D/mm時間t/s?10?2Dd 室溫T/度1 2 3 4 5 6 用最小二乘法計算tot = x = xt = x 2 = 2 = ??? ?a =t s o = ? (?)? = smmtv Loo= = kg m svgdo= ? ??= 10? /18( ) 3ρ ρ 2η1. 用誤差理論分析本實驗產生誤差（測量不確定度）的主要原因。怎樣減小它的測量誤差?答：主要有小球半徑測量不確定度u(d)、小球下落距離測量不確定度u(L)和小球下落時間測量不確定度u(t)等。① u(d)有兩種原因：①是小球直徑不均勻,因此應求平均半徑；②是儀器誤差。② u(L)有兩種原因：①用鋼板尺測L 所帶 來的誤差；②按計數器時，因小球剛好沒有對齊標示線而產生的誤差。③ u(t)按計數器時所產生的誤差。分析結果可見，小球直徑的誤差對測量結果影響最大，所以小球不能太小，其次量筒應適當加長，以增加落球時間，從 而減少時間測量的誤差。2. 量筒的上刻痕線是否可在液面位置?為什么?答：不能。因為開始小球是加速運動，只有當小球所受的重力、浮力、粘滯力三力平衡后，小球做勻速運動時，才可以 計時，所以不能從液面開始。3. 為什么小球要沿量筒軸線下落?答：圓形玻璃量筒的筒壁對小球運動產生嚴重影響，只能在軸線上運動，才能使筒壁橫向的作用力合力為零。 用電位差計測量電動勢實驗目的(1) 掌握電位差計的基本線路及測量原理。(2) 掌握用線式電位差計、UJ37箱式電位差計測量電動勢的電壓的基本實驗方法。實驗方法原理(1) 用補償法準確測量電動勢（原理）如圖3102 所示。EX 是待測電源，E0 是電動勢可調的電源，E0 和EX 通過檢流計聯在一起。當調節(jié)E0 的大小，使夫流計指針不偏轉，即電路中沒有電流時，兩個電源的電動勢大小相等，互相補償，即EX＝E0，電路達到平衡。(2) 電位差計測量電動勢（方法）由電源E、開關K、變電阻RC 精密電阻RAB 和毫安表組成的回路叫工作回路。由RAB 上有壓降，當改變a0、b0 兩觸頭的位置，就改變a0、b0 間的電位差Ua。b。，就相當于可調電動勢E0。測量時把Ua。b。引出與未知電動勢EX比較。由EX、KX 和Raxbx 組成的回路叫測量回路。調節(jié)RC 的大小，使工作回路中電流值I0 和RAB 的乘積I0RAB 略大于ES 和EX 二者中大的一個。實驗步驟(1) 用線式電位差計測電池電動勢① 聯結線路按書中圖3104 聯電路，先聯接工作回路，后聯接測量回路。正確聯接測量回路的關鍵是正確聯雙刀雙擲開關K2。②測量(a) 調節(jié)RC 使UAB≥EX，I0 值調好后不許再變。(b) 將K2 擲向ES 一側，將滑動觸頭從1 逐一碰試，直到碰相鄰插孔時檢流計指針向不同方向擺動或指零，將a 插 入較小讀數插孔，移動b′使檢流計指零。最后合上K3。(c) 將K2 擲向EX，重復步驟（b）。(2) UJ37 箱式電位差計的校準和使用UJ37 箱式電位計測量范圍為1~103mV， 級，工作溫度范圍5℃～45℃。①校準先把檢流計機械調零。把四刀雙擲扳鍵D 扳向“標準”，調節(jié)工作電流直至檢流計指零點。②測量校準完后，把待測電壓接入未知，將未知電壓開關扳向“ON”。先粗調，后細調。數據處理次LS ／m Lx ／mSSxx ELE = L ＝ 1LS 左＝ LS 右＝ LS1＝ LX 左＝ LX 右＝ LX1＝ 2LS 左＝ LS 右＝ LS2＝ LX 左＝ LX 右＝ LX2＝ 3LS 左＝ LS 右＝ LS3＝ LX 左＝ LX 右＝ LX3＝ GEX3102 補償原理 E0GaXEEXRC KR3103 電位差計原理圖 GKXKSa0 b0 bXA BESmA4LS 左＝LS 右＝LS4＝LX 左＝LX 右＝LX4＝5LS 左＝LS 右＝LS5＝LX 左＝LX 右＝LX5＝6LS 左＝LS 右＝LS6＝LX 左＝LX 右＝LX6＝平均值S L = X L ＝(1) 計算未知電動勢Ex 的平均值 SSxx ELE = L ＝(2) 計算未知電動勢Ex 的不確定度U① 計算直接測量量Ls 的標準不確定度( ) S u L( ) ( )( 1)2?Σ ?=n nu L LSi LSA S ＝； ( ) = B S u L 8mm；( ) ( )( 1)2?Σ ?=n nu L LSi LSA S ＝； ( ) = B S u L 8mm；( ) ( ) ( ) S A S B S u L = u 2 L + u 2 L ＝。② 計算直接測量量的Lx 的標準不確定度( ) x u L( ) ( )( 1)2?Σ ?=n nu L Lxi LxA x ＝； ( ) = B x u L 12mm；( ) ( ) ( ) x A x B x u L = u 2 L + u 2 L ＝。③ Es 的標準不確定度( ) ( )3儀Δ= = S B S u E u E ＝。④ 間接測量量Ex 的標準不確定度( ) c x u E( ) = crel x u E ％；Ex的合成標準不確定度( ) c x u E ＝ ( ) crel x x u E E ＝。⑤ Ex的擴展不確定度取包含因子k = 2，Ex 的擴展不確定度U為( ) ( ) c x c x U = ku E = 2u E ＝。(3) 結果表達式Ex = (Ex +U )V = ( 177。 )V。k = 2(1) 按圖3－10－4聯好電路做實驗時，有時不管如何調動a頭和b頭，檢流計G的指針總指零，或總不指零，兩種情 況的可能原因各有哪些？(2) 用電位差計可以測定電池的內阻，其電路如圖3106所示，假定工作電池EEX，測試過程中Rc調好后不再變動， RX是個準確度很高的電阻箱。R是一根均勻的電阻絲。LL2分別為KX斷開和接通時電位差計處于補償狀態(tài)時電阻絲的長 度。試證明電池EX的內阻x RLr L L21 2 ?= （RX為已知）。 聯好電路做實驗時，有時不管如何調動a 頭和b 頭，檢流計G 的指針總指零，或總不指零，兩種情況的 可能原因各有哪些?答：總指零的原因：測量回路斷路。總不指零的原因： ① E 和Ex 極性不對頂；② 工作回路斷路； ③ RAB 上的全部電壓降小于ES，Ex 二者中小的一個。L1L2GRXEEXKKSRCR圖3106 思考題2 附圖思考題圖3106 思考題2 附圖2. 用電位差計可以測定電池的內阻，其電路如圖3106 所示，假定工作電池E＞Ex，測試過程中Rc 調好后不再變動， Rx 是個準確度很高的電阻箱。R 是一根均勻的電阻絲。LL2 分別為Kx 斷開和接通時電位差計處于補償狀態(tài)時電阻絲的 長度。試證明電池Ex 的內阻r=[(L1L2)/L2]Rx(Rx 為已知)。證明： 設A 為R 上單位長度的電位差， Vx 為K2 的端電壓， 則有： Ex=AL1 (1) Vx=AL2 (2) 而代入（2）式得:Rx / ( r + Rx )Ex =AL2 (3)(1) 式除(3)式，整理后得： r =[(L1 L2) / L2] Rx4. 如圖3104 所示的電位差計，由A 到B 是11m 長的電阻絲，若設a=，11m ，用它測僅幾 毫伏的溫差電動勢，誤差太大。為了減少誤差，采用圖3108 所示電路。圖3108 是將11m 長的電阻絲AB 上串接了兩個較大的電阻R1和R2。若AB 的總電阻已知為r, 且RRr ，并設計AB(11m)電阻絲上的a=， 試問R1+R2 的電阻值應取多少? 若標準電池E0 ，則R1可取的最大值和最小值分別為多少(用線電阻r 表示)?答：① 由于電位差計單位長度電阻線的電位差為a，則電阻線AB 上的電位差VAB=11a＝，而回路電流應為 I =VAB/r。另一方面，由于I(R1+R2+r)=，所以(VAB/r)(R1+R2+r)= , 即VAB[ (R1+R2)/r +1]= 。所以R1+R2=[()1]r=()r＝999r 。② 當R2I = E0 時，R1 為最小，即R1= R1min，此時有R1I + E0 + Ir = 。由于I =VAB/r =，所以R1min=()/I=73r。 當R2I+Ir =E0 則R1 為最大，即R1= R1max，此時有R1I + E0 = 。所以R1max =()/I=74r電熱法測熱功當量實驗目的(1) 學習用電熱法測熱功當量，即Q與W的比值。(2) 了解熱學實驗的特殊條件和基本方法。(3) 學會用修正中溫的方法作散熱修正。實驗方法原理將一電阻放入一定量的水中，電阻通電t 秒，則電功為A =VIt ，由電流的熱效應，這些功將轉化為參與熱交換的工作物質的溫升， 則( ) ( ) 0 0 1 1 2 2 0 Q c m c m c m V T T f = + + +?+ δ ? ? ，如沒有熱量散失到環(huán)境中去，必有熱功當量J 為QJ = A終溫修正是將散失到環(huán)境中的熱量的溫度的形式補償回來，依據牛頓冷卻公式。即= k (T ?θ ),dtdT而θθ?′ ?′=1TTlnt