大学物理实验筛选电阻

破点思维教育 · 2025-01-05 07:36:56

筛选阻值在700到1200Ω之间且阻值为1000Ω的电阻,并要求不确定度不高于1%,可以通过设计自搭惠斯通电桥来实现。以下是详细的实验步骤和设计方案:

实验步骤

画出实验电路图:

首先需要设计并绘制出实验所需的电路图,确保所有元件和连接方式正确无误。

调节电桥平衡并测量灵敏度:

将已知阻值的电阻(如1000Ω的标准电阻)接入电桥,调节电桥平衡,并记录电桥的灵敏度及相关参数,如检流计指针的偏转格数。

测量待测电阻:

将待测电阻(阻值在700到1200Ω之间)依次接入电桥,记录检流计指针的偏转格数,从而判断其阻值是否接近1000Ω。

数据记录与分析:

根据检流计指针的偏转格数,结合电桥的灵敏度,确定每个待测电阻的阻值范围,并进行分组。

设计方案

不确定度分析:

在设计电桥时,主要考虑电桥灵敏度引起的不确定度。通过选择合适的电桥灵敏度和电源电动势,可以降低测量不确定度,确保筛选结果的准确性。

电桥灵敏度选择:

为了使检流计指针偏转格数在可分辨的范围内,选择合适的电桥灵敏度。例如,当使用100格(或1000格)的电桥时,检流计指针偏转不大于1格(或10格)时,认为该电阻满足要求。

电阻分组:

对筛选出的电阻进行分组,使得每组内的电阻相互之间阻值的差别不高于0.1%。通过实验确定,当检流计指针偏转在10格内时,电阻阻值的不确定度不大于1%,因此可以将检流计指针偏转在同一方向同一格内的电阻分为一组。

注意事项

电桥平衡:

在每次测量前,都需要重新调节电桥平衡,确保测量结果的准确性。

检流计灵敏度:

选择合适的检流计灵敏度,以便准确读取指针的偏转格数。

电源电动势:

选择合适的电源电动势,确保电桥的正常工作。

分组标准:

严格按照每组内电阻阻值差别不高于0.1%的标准进行分组,确保筛选出的电阻符合要求。

通过以上步骤和方案,可以高效、准确地从100只电阻中筛选出阻值为1000Ω的电阻,并进行精确分组。

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