1、實驗內(nèi)容:本實驗采用AC15/2型光標(biāo)式檢流計，固定分壓電阻箱，電阻箱，滑線變阻器，15V穩(wěn)壓電源，伏特計，單刀開關(guān)、雙刀換向開關(guān)、壓觸開關(guān)，秒表。按照圖4接好線路，取R,/R。為1比1000左右的比例。將檢流計上的開關(guān)撥到“直接”檔。1觀察檢流計運動狀態(tài)并測量臨界電阻。合上開關(guān)Ki,調(diào)節(jié)變阻器R使得光標(biāo)偏轉(zhuǎn)至60mm,斷開Ki使檢流計處于測量狀態(tài)。根據(jù)臨界阻尼的工作狀態(tài)要求，測量臨界電阻Rc。(2)選取Rkp分別為臨界電阻的1、丄、1、2、3倍時，判別檢流計的運動32狀態(tài)，測出光標(biāo)第一次回到自然平衡位置(零點)的時間和最終達到平衡位置的阻尼時間(每種狀態(tài)測兩次)。在上述操作中，選取合適的R0

2、/R1,使得光標(biāo)偏轉(zhuǎn)60mm測量檢流計的電流常數(shù)Ci和電壓常數(shù)Cv0(1)選擇Rkp=Rc,使檢流計工作在臨界狀態(tài)，選擇合適的R0/R1,調(diào)節(jié)滑線變阻器R，使光標(biāo)n=60mm,記下對應(yīng)的刻度n1和電壓V01,然后將開關(guān)K2迅速倒向，記下反方向偏轉(zhuǎn)n。(2)調(diào)節(jié)變阻器R,使得光標(biāo)每次減少5mm,重復(fù)(1)的步驟，得到一組m、m。和V0i的數(shù)據(jù)。由平均值做出n-V曲線，求出K=n/V,帶入(15)和(17),計算Ci和Cv。2. 測量阻尼時間Tc阻尼時間Tc是指在臨界狀態(tài)下，檢流計從最大偏轉(zhuǎn)位置(如60mm)到達穩(wěn)定平衡位置需要的時間，斷開開關(guān)K1,測量三次Tco4測自由震蕩周期To自由震蕩周期T

3、0=2?=-，是指檢流計無阻尼的振動周期，使光標(biāo)偏滿后，切斷S2,30用秒表測三個全振動三次5.根據(jù)步驟2的數(shù)據(jù)，求最大偏轉(zhuǎn)（60mm）時的Cv。Cv注意事項：1. 檢流計不能移動，且只能在直接檔調(diào)零，不能在短路檔調(diào)零，否則會造成儀器的損壞。R6保持歸=60000比較合適，實驗現(xiàn)象易于觀察。2. 實驗中只有兩個電阻箱，由于RoRi阻值處于不同數(shù)量級，相差較大，故可合用一個電阻箱。要理解電阻箱內(nèi)部的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。3. 注意適時更改電壓表量程，減小量程可是讀數(shù)更加準(zhǔn)確。另電壓表只能平放讀數(shù)，不能立起來。實驗開始前要通過試觸檢驗電壓表正負(fù)極是否接反。4. 滑動變阻器先調(diào)0，開關(guān)在接線時保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，保護

4、電路。數(shù)據(jù)處理:3Rc1.觀察檢流計運動狀態(tài)并測量臨界電阻。(1)臨界阻尼電阻?Rc=?X?力,Rg=500Q,-一?第一次到達（s）最后一次到達（s）判斷110.6110.86過阻尼Rc310.7810.7715.845.96過阻尼Rc25.925.92D1.991.90臨界阻尼Rc1.932.052R0.894.11欠阻尼2氏0.834.21欠阻尼2.測量檢流計的電流常數(shù)C和電壓常數(shù)Cv實驗中測得的數(shù)據(jù)為：123456789101112ni(mm)60.054.550.145.040.035.130.025.020.014.910.15.0Inj(mm)57.151.847.242.037

5、.032.127.122.117.312.98.22.9ni(mm)58.653.248.643.538.533.628.623.618.613.99.24.0Voi(V)3.333.062.832.542.241.951.661.381.100.830.550.25由測得的數(shù)據(jù)可作出nV曲線，并進行擬合:一n-VLinearFitofn-V60-.o150403020Equationy=a+b*xWeightNoWeightingResidualSumSquaresof1.16188Pearson'sr0.99983Adj.R-Square0.99963ValueStandardEr

6、rornIntercept-0.603390.20794Slope17.547910.1012擬合數(shù)據(jù)：由origin軟件分析得出的數(shù)據(jù)知:?nK=?v=17.548mm/V因此IGVoR1nnR(RGRKPR)RiKRo(RgRkpR1)17.548X6X*0X(500+6.9X10+6)?/?=7.69X10-10A/mmCVVgV0R1一=6=5.69X10-10?/?nn(R0R1)K(R)RJ憶548X6+60000)3.求最大偏轉(zhuǎn)(60mm)時的-和CiCv由CI01，兩邊取對數(shù)，得:nR0(RgRkpRi)InCIInV0R1InnInR0ln(R兩邊微分得:dC,C?d0dR1

7、RidnndR。R0dRKPdRRgRi合并同類項，有:dCIdV。dndR0Rgr：R嚴(yán)dRGdRKPCiV0nR0R(Rgrgrkpri系數(shù)取絕對值并改成不確定度符號CiCiV0V0nR0nR0RgRkpRi(RgRkpRiRgRi)RgRkpRkpRi古0.50.5而V0量程7.5V100100n0.5cm而電阻箱誤差(0.1%0.005m)，其中m為旋鈕個數(shù),R0.005X6?3=?=60000x(°.1%+_?=?|?=6x(0.1%0.005X2)?所以CIV0CT兀30.005X5?=?治?？=6.9x103x(。.似+)?=0.5%X?=0.5%X500=2.5?R0

8、RgrkpR1R0R1(RgRkpRi)Rgrkp0.51000.5100X7.5+3.33哎*60000X卄鵲匕6060000500+6.9Xl06X500+6.9X10+60000)30.005X56X(0.1%+0.00560.5%X500+6.9X31X(0.1%+)6.9X500+6.9X10+60000=2.10%同理，由CVV°R1兩邊取對數(shù)，得:n(R0R)lnCVlnV0InRInnIn(R)兩邊微分得:dCVCvdV。V0dRR1dnndR。dRR0R1因此，CvV0RnR0R1CvV0RnR0RX2=100X7.5+0.5+6X(0.1%+一6)+3.33606

9、60000X(0.1%+000X6+6x(0.1%+)60000+6=2.33%測量阻尼時間Tc2.11+2.14+2.183=2.143s第一次第二次第三次Tc(s)2.112.142.18o(Tc)=VE1(Tci-Tc)=0.035sc3-1uA(Tc)=tp半=1.32X=0.0267sP=0.683vnv3?儀02sUb(Tc)=kp=1x-r=0.067su(TJ=Vu(Tc)2+Ub(TJ2=V0.0267+0.0672s二0.072s所以Tc=Tc士u(Tc)=(2.14±0.07)s(P=0.683)5測量自由震蕩周期T0第一次第二次第三次3T0(s)6.286.1

10、66.35To=To=6.40+6.27+6.213X3=2.098s«To)=Ua(%)=t1Z1?儀10.2suB(To)=3Xkp=3XT=0.022su(T0)=Vua(T0)2+Ub(T0)2=V0.0244+0.0222s=0.033s所以T0=T0士u(T0)=(2.10士0.03)s(P=0.683)T)不是真正的自由振動周期，因為在外電路斷開和無空氣阻尼時動圈為無阻尼運動，此時的周期才為自由振動周期，而空氣阻力不可能為0,因此不是真正的自由振動周期.誤差分析:檢流計指針擺動非常靈敏，有輕微振動時也會造成指針的來回擺動，造成調(diào)零和定位的不準(zhǔn)確.改變？?后,由于一些原因，指針無法回到零點位置，測量的阻尼時間可能不準(zhǔn)確.思考題：1、若在實驗內(nèi)容中得到的臨界電阻不準(zhǔn)確，對測得的電流常數(shù)Ci