欠阻尼振动状态当R外较小时

2.测外临界电阻R临
3.观察灵敏电流计欠阻尼、临界阻尼、过阻尼状 态
AC15/6型检流计
电源 分流器
n=0
接线柱 零点调节
注 意 事 项
1. 电流计的分流器放“短路”时，不能调整 机械零点。 2.在测量中，当电流计光点左右摆动不停时， 可用短路电键使电流计受到阻尼。 3.在改变电路、使用结束或移动电流计时，均 应将电流计短路，即将分流器开关放置 “短路”位置。 4.电流计不能受震动。
实验内容
1.定偏法测灵敏电流计内阻Rg和灵敏度Si
① 在Ra、Rb、n保持不变的前提下，R 和 U 成线性关系。 我们只要测得多组 U、R 的值，用最小二乘法对数据 进行直线拟合，就可以得出Rg、Si 的值。 ②若U 、Rb、n保持不变，R 和（1/Ra）成线性关系。只要 测得多组 Ra 、R 的值，以1/Ra 为横坐标，R 为纵坐 标，在直角坐标纸上作图，根据直线的截距和斜率， 也可以求出Rg 和Si 的值。
K
G
接外电路
四、灵敏电流计内阻Rg、灵敏度Si、外临界电阻的测量
Ig
G
K4
实
验
R 1
a
2
K3
线
路
Ia
Ra K 2
b
Rb Ib
c
V
d
图
K1
R0
E
根据欧姆定律可得:
RbU Ig ( Ra Rb )(Rb R Rg )
又有 Ra Rb ,
Ig k n 和 k 1
Si
最后推导:
从上述三种线圈运动状态可知，检流计工作于临 界状态时，线圈到达平衡位置所需要的时间最短，最 便于测量。因此，在实际工作中，必须考虑使检流计 工作或接近工作在临界状态。 考虑线圈从平衡位置回到零点的过程，我们可以在 检流计两端并联一个电键K，如下图所示：当K合上时， R外＝0，电磁阻尼很大，线圈立即停止运动，如断开 电路，在光点返回零点时 按下K，线圈就会立即停在 零点．这就节约测量时间。 K称为阻尼电键。
一、灵敏检流计的构造
偏转 部分 读数 部分
磁场 部分
读数部分： 由光源、小镜和标尺组成，小镜固定在线圈上, 随线圈一起转动，把从光源射来的光反射到标尺上形成一个 光点，当线圈转过一个很小的角度时，反射光点有明显的移 动。采用光点偏转法，可大大提高了灵敏度。AC15型检流 计是采用多次反射式，使标尺远离电流计的小镜。
Rb Si R Rb Rg U Ra n
可见，在Ra、Rb、n保证不变的前提下，R和U成线性关系。我 们只要测得两组U、R的值就可以确定Rg、Si。因为这种方法要 求n保证不变，所以通常称为定偏法。
Rb Si R Rb Rg U Ra n Rb Si B 令: Rb Rg A, Ra n
n l 2
来自百度文库
15
15
Ig k n
1 Si k
k－比例常数，称为电流计常数， 单位：A/mm。 Si－电流计灵敏度。
三、线圈运动的阻尼特性
从电磁感应定律知道，线圈在磁场中运动时 要产生感应电动势。检流计工作时，总是由它 的内阻Rg与外电路上总电阻R外 构成一个回路， 因而线圈有感应电流通过。这个电流与磁场相 互作用, 会产生阻止线圈运动的电磁阻尼力矩M， M的大小与回路总电阻成反比，即：
灵敏检流计的研究
物理实验中心
实验目的
了解灵敏电流计的工作原理。 测量灵敏电流计的内阻、灵敏度和临界 外阻。 观察灵敏电流计处于过阻尼、欠阻尼及 临界阻尼时光点三种运动状态，学会正 确使用灵敏电流计。
实验原理
灵敏电流计构造
灵敏电流计的读数
线圈运动的阻尼特性 灵敏电流计的内阻、灵敏度、外临界电 阻的测量方法
1 M Rg R外
临界阻 尼振动 状态
欠阻尼 振动状 态
过阻尼振 动状态
1 M Rg R外
当R外 较大时，M较小，线圈作振幅逐渐衰减的振动，需经较 长的时间才停止在新的平衡位置；－欠阻尼振动状态 当R外 较小时，M较大，线圈缓慢地趋向新的平衡位置，而不 会越过平衡位置；－过阻尼振动状态 当R外适当时，线圈能很快达到平衡位置而不发生振动。 －临界阻尼振动状态
二、灵敏检流计的读数
当有电流Ig通过灵敏电流计的线 圈时，线圈受到电磁力矩作用偏转， 当电磁力矩=张丝的扭转反力矩时， 线圈停止在某一位置，转过θ 角， θ 与Ig成正比。小镜也转过θ 角，因而 反射光线相对平衡位置就转过了2θ 角。此时,光点在标尺上移动一段距 离n, θ
2θ
l
0 n与θ 成正比，因此，n 也就与电流 Ig 成正比，可见，由光点 的移动距离n可测出电流的大小。
则: R=A+BU 在本实验中，为了减少随机误差对测量结果的 影响，需测得多组U、R值，数据处理可采用如下方 法： ① 最小二乘法 用最小二乘法对数据进行直线拟合，可求出A、 B值，因Ra、Rb、n可从仪器上直接读出，故可解出 Rg、Si的值。 ② 作图法 以U为横坐标，R为纵坐标，在直角坐标纸上作 图，根据直线的截距和斜率，可求出Rg和Si的值。