大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)(5)

k=

1Tf′ θln，采用逆推的方法可以求到温度亏损δT=dT1+dT2+ +dT15(计算机中有现成计算程序引t′T0 θ

资利用)实验步骤

(1)先将温度传感器探头悬在空气中，直接读室温θ下的电阻值。(2)用天平分别称量量热器内筒及内筒盛水后的质量。(3)按图接好电路。

(4)再接通电源，立即开始搅拌，当温度高于室温后，听到报时器响声，即记录起始电阻值R0，然后每隔1分钟记一次电阻值，共记16次，然后断开电源。

(5)切断电源后，待温度不再升高后，开始记录降温的初始阻值R´0，之后每隔一分钟记录一次电阻值，共记16次。数据处理δV=1.30比热容质量/g

水1.000142.45

吕内筒0.21023.85

搅拌器2.103.00

铜0.09323.00

电阻丝0.1050.300

降温初阻值降温终阻值降温时间

1.1261KΩ

1.1228KΩ15min

电压电流室温阻值

4.90V1.00A1.0905KΩ

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升温阻阻/KΩ

降温阻值/KΩ

R0

1.1031R9

1.1172R0´1.1261R9´1.1240K

R1

1.1049R10

1.1187R1´1.1258R10´1.1238

R2

1.1064R11

1.1202R2´1.1256R11´1.1236

R3

1.1080R12

1.1217R3´1.1253R12´1.1234δTJ4.92284.0930

R4

1.1095R13

1.1232R4´1.1251R13´1.1232

R5

1.1111R14

1.1247R5´1.1249R14´1.1230

R6

1.1126R15

1.1262R6´1.1247R15´1.1228

R7

1.1142

R8

1.1157

R7´1.1245

R8´1.1243

0.0061/minW/J

Q/cal895.835

1077.45

-1.2039°C△J0.73580.0940

E17.5734%2.2450%

计算值

修正前修正后

4410.00

4410.00

1.该实验所必须的实验条件与采用的实验基本方法各是什么?系统误差的来源可能有哪些?

答：实验条件是系统与外界没有较大的热交换，并且系统（即水）应尽可能处于准静态变化过程。实验方法是电热法。系统误差的最主要来源是系统的热量散失，而终温修正往往不能完全弥补热量散失对测量的影响。其他来源可能有①水的温度不均匀，用局部温度代替整体温度。②水的温度与环境温度差异较大，从而给终温的修正带来误差。③温度，质量及电功率等物理量的测量误差。

2.试定性说明实验中发生以下情况时，实验结果是偏大还是偏小?

(1)搅拌时水被溅出；答：实验结果将会偏小。水被溅出，即水的质量减少，在计算热功当量时，还以称横水的质量计算，即认为水的质量不变，但是由于水的质量减少，对水加热时，以同样的电功加热，系统上升的温度要比水没有上升时的温度要高，即水没溅出在同样电功加热时，应上升T度，而水溅出后上升的温度应是T+ΔT度。用J=A/Q，有Q=（cimiT），J=A/[（T+△T）/mc]，分母变大J变小。

(2)搅拌不均匀；答：J偏大、偏小由温度计插入的位置与电阻丝之间的距离而定。离电阻丝较远时，系统温度示数比，匀均系统温度低，设T为均匀系统温度，温度计示值应为T-ΔT，用J=A/θ计算，分母变小，则J变大；离电阻丝较近时，温度计示值应为T+ΔT，分母变大，因而J变小。

(3)室温测得偏高或偏低。答：设θ0为室温，若测得值偏高Δθ时，测量得到的温度值为θ0+Δθ；偏低Δθ时，测量温度值为θ0-Δθ，在计算温度亏损时，dTi=k(Ti-θ)，k是与是室温无关的量(k与室温有关)，只与降温初温和降温终温以及降温时间有关，测得室温偏高时，dTi=k[Ti-(θ0+Δθ)]，每秒内的温度亏损dTi小于实际值，t秒末的温度亏损δTi=∑k[Ti-(θ0+Δθ)]。此值小于实际值，由于散热造成的温度亏损δTi=Tf+Tf″，修正后的温度Tf″为：Tf″=Tf-δTi，δTi为负值，当测量值低于实际室温时，δTi的绝对值变小：Tf″=Tf+｜δTi｜，即Tf″变小，ΔT变小（其中ΔT＝Tf″-Tf初，Tf初：升温初始值），

J=

AA=

Qcimi T

,J变大，反之J变小。

电表的改装和校正

实验目的

(1)掌握将微安表改装成较大量程的电流表和电压表的原理和方法。(2)了解欧姆表的测量原理和刻度方法。

(3)学会绘制校准曲线的方法并对改装表进行校对。实验方法原理

设微安表头满量程是Ig,内阻为Rg.

(1)将表头并联一个分流阻值Rs改成量成为I的电流表，如图（a)示，则有（I-Ig）Rs=IgRg，即Rs=Rg/(n-1)

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(n=I/Ig)

(2)将微安表头串联一个分压电阻RH改成量程为Ud电压表，如图（b)示，则有Ig(Rg+RH)=U即RH=U/Ig－Rｇ实验步骤

(1)改装量程为5A电流表

①计算分流阻值Rs的理论值，负载电阻RL取1000Ω左右。

②按图3-7-8连接电路，各部件摆放原则是方便于观擦与调节。

③自查电路（线路的连接、标准表量程的选取、滑线变阻器初值的设定、各阻值的取值）。④校准电表：首先进行满量程校正，然后进行逐点校正（完成数据表格）(2)改装电压表（程序与上面相同，电路图按3-7-10进行）数据处理

I/mA0.00

减小时

0/mA

0-I/mA/V0/V0-U/V

0.00减小时增加时平均增加时平均

1.001.031.011.020.021.001.021.011.020.02

2.001.992.012.000.002.001.981.991.99-0.01

3.003.023.003.010.013.003.013.023.020.02

4.025.005.005.005.000.005.005.005.005.000.00

1.校正电流表时，如果发现改装的毫安表读数总是高于标准表的读数，分流电阻应调大还是调小?为什么?答：应调小。让电路中标准表读数不变，即保持回路电流不变，分流电阻值减小后将会分得更多的电流，从而使流过被改装表表头的电流减小，改装表的读数也减小。2.校正电压表时，如果发现改装的电压表读数总是低于标准表的读数，分压电阻应调大还是调小?为什么?答：应调小。让电路中标准表读数不变，即加在改装电表上电压值不变。调小电阻，改装表的总电阻降低，流过改装毫安表的电流增大，从而读数也增加。

3.试证明用欧姆表测电阻时，如果表头指针正好指在表盘标度尺的中心，则这时的欧姆表指示值为什么正好等于该欧

1Ig2姆表的内阻值。答：设表头指针满刻度电流为Ig、表头指针指表盘中心时电路中电流为I，根据题意，当表

V1VI==IgIg=

Rg+Rx2Rg

I=

内阻为Rg、待测电阻为Rx时，；根据欧姆表工作原理，当待测电阻Rx＝0时，。即

V1V

=

Rg+Rx2Rg

，因而可得Rx＝Rg。所以，欧姆表显示测

Rx读数即为该欧姆表的内阻。

思考题

(1)应调小。因为表头过载，所以需要再分掉一部分多余的电流。(2)应调小。因为串联电路中电压的分配和阻值成正比。(3)证明因为Ig＝U/(Rg+r)而I＝U/(Rg+r+Rx)

所以当2I＝Ig时即2U/(Rg+r+Rx)＝U/(Rg+r)所以Rx＝Rg+r证毕

(4)由误差＝量程×级别％，设改装表的级别为a′,则5×a′%=δI

max

+5×0.5%

∴a′

=0.9，故该装电流表的级别为1.0级

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