大学物理实验教案-电表的改装与校准

大学物理实验教案-电表的改装与校准

大学物理实验教案

实验名称电表的改装与校准教学时数 4时

1、掌握测定微安表(表头)量程和内阻方法

2、熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电流表、电压表的基本方法。教学目的

和要求 3、掌握校准电流表、电压表的基本方法。

4、将50μA的表头改装成5mA、50mA、5V和30V电流电压两用表。

1、测定微安表内阻。教学重点

2、改装电流表、电压表的基本方法。

1、自己确定实验方案。教学难点

2、校准电流表、电压表的基本方法。

1、测定微安表的量程和内阻;

2、改装和校准电流表;

3、改装和校准电压表; 教学内容

4、根据上述测量内容绘制数据表;作?I-I校准曲线和?U-U校准曲线。 xx

5、初步定出改装电流表、电压表的等级。

教学方法先讲授，然后实际演示操作要点。

学生操作，随堂检查操作情况。根据学生的操作情况将容易犯错的问题做教学手段重点提示，学生可以根据操作中遇到的具体问题个别提问。

第一次课讲授30分钟，学生操作70分钟，测出表头的量程和内阻，计算时间分配改装表需要的电阻值。第二次课改装电表并校准。板书设计实验目的和要求，建议实验方法，实验仪器。

1、杨述武等，《普通物理实验》(第四版)[M]. 北京:高等教育出版社，2007.

2、郑庚兴，《大学物理实验》[M]. 上海:上海科学技术文献出版社，2004.

主要参 3、黄水平，《大学物理实验》[M]. 北京:机械工业出版社，2012. 考资料

4、徐扬子，丁益民，《大学物理实验》[M]. 北京:科学出版社，2006.

5、李蓉，《基础物理实验教程》[M]. 北京:北京师范大学出版社，2008.

实验名称:电表的改装与校准

实验目的:

1、掌握测定微安表(表头)量程和内阻方法

2、熟悉电流表、电压表的构造原理，学会改装电流表、电压表的基本方法。

3、掌握校准电流表、电压表的基本方法。

4、将50μA的表头改装成5mA、50mA、5V和30V电流电压两用表。实验仪器:

表头电流表

直流稳压电源电压表

电阻箱

实验原理:

1、表头的主要参数(量程和内阻)的测定

R测量内阻的方法很多，本实验采用替代法。如图1所示。当被改电流计(表头)接在g

E电路中时，选择适当的电压和R值使表头满偏，记下此时标准电流表的读数

I;不改变Wa

E电压和R的值，用电阻箱R替代被测电流计，调节电阻箱R的阻值使标准电流表的读W1313

R数仍为I，此时电阻箱的阻值即为被测电流计的内阻。 ga

+ –

G + –被改装电流计 1 ? ? ,A? ? 2 ? ?

R13

E

RW

图1

2、毫安表改装成电流表

微安表并联分流电阻，使被测电流大部分从分流电阻流过，Rp

表头仍保持原来允许通过的最大电流。 Ig

Ig并联分流电阻大小 R,Rpg图2电流表改装 I,Ig (1)

3、毫安表改装成电压表

微安表串联分压电阻，使大部分电压降落在串联的分压Rs

电阻上，而微安表上的电压降仍不超过原来的电压量程。 IRgg

U,UUg串联分压电阻大小 R,,,RsgIIgg (2)图3电压表改装

4、电表标称误差和校正

使被校电表与标准电表同时测量一定的电流(电压)，看其指示值与相应的标准值相符的程度。校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程，即得该电表的标称误差。

最大绝对误差标定误差,，100%量程

+改+装表++ 改装表标标准+V准电流表A

R R2RW p标准表表表

E ED + 图5 Equ

图4 ati

on.

DSM

T4

R p

R p

标准

图6 实验内容

1、表头的主要参数(,)的测定。 RIgg

EE将电源电压调低，调至最大，按图,连线，调节和(值适当调小)使RRRWWW 表头满偏，记下此时标准电流表的读数，即为表头的满度电流，然后断开接在表头上的Ig

连线，转接到电阻箱上，调节使得标准电流表的读数仍为刚才记录电流值I，此时RRg1313电阻箱R等于表头的内阻。重复测量5次。 Rg13

2、计算出改装表的电阻值。

3、按照图6接好线路。

4、按图4校准5mA档。

5、按图5校准5V档。

实验数据处理

1. 5mA电流表校正数据记录

5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 I被校表头读数/mA 0.00 xi

4.70 3.80 3.00 2.10 0.90 I电流减小时标准表读数/mA 0.10 s1

4.85 3.95 2.95 2.05 1.00 0.15 电流增加时标准表读数/mA Is2 标准表读数/mA 4.775 3.875 2.975 2.075 0.950 0.125 Is

0.075 0.075 0.025 0.025 0.050 0.125 /mA ,,,III()xsx

改装电流表的标称误差=0.0625mA

2. 5V电压表校正数据记录

5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 被校表读数/V 0.00 Uxi

3.94 2.96 1.85 1.05

4.80电压减少时标准表读数/V 0.10 Us1

4.86 3.95 2.98 1.96 1.00 电压增加时标准表读数/V 0.17 Us2 3.945 2.970 1.900 1.025 0.135 4.830标准表读数 UV/s

/V ,,,UUU()0.170 0.055 0.030 0.100 0.025 0.135 xsx

改装电压表的标称误差=0.0858V