實驗中電表的準確度級別及測量誤差優(yōu)秀獲獎科研論文

實驗中電表的準確度級別及測量誤差優(yōu)秀獲獎科研論文物理是一門以實驗為基礎的學科.實驗教學是物理教學的重要組成部分,通過觀察和實驗可以幫助學生加深對知識的理解,發(fā)展學生的動腦動手能力,更好地實施實驗教學,培養(yǎng)學生實事求是的科學精神.

在實驗中難免會遇到誤差問題,但在真正的操作中很多同學都會忘記這一重要的東西.也許平常課堂上大家會注意這些,可是往往掌握并不代表能夠在試驗中準確的應用.只有通過實驗,通過親手操作才能夠更加深刻的記憶,一次實驗的重要性也是可想而知的.實驗能夠幫助學生更好的理解書本上那些枯燥難懂的知識,我們教學的目的在于讓學生學會、學懂、運用.故此更凸顯了實驗的重要性.因此也更要注意誤差的處理和解決辦法,為了教學,更是為了學生.

一、實驗目的

1.培養(yǎng)學生樹立實事求是的科學精神.2.掌握科學的實驗方法.3.培養(yǎng)學生初步的觀察和實驗能力.4.培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和團結(jié)協(xié)作精神.

二、實驗重點

本學期實驗教學的重點是部分演示實驗分組實驗.

三、實驗難點

1.將探究方法和創(chuàng)新精神用于教學中.2.將演示實驗變?yōu)榉纸M實驗.

四、誤差的處理

1.減少環(huán)境誤差.檢查儀器的使用條件是否得到滿足,如溫度、壓力是否符合要求,電磁場或光線有無干擾,以及儀器設備使用狀態(tài)是否滿足設計要求,如水平、鉛直、拉伸等狀態(tài)是否調(diào)整好,光學儀器透鏡器件等有否調(diào)整到共軸等高,電源電壓供給是否達到要求值等.

2.相對測量法.相對測量法是利用已知其精確數(shù)據(jù)的標準樣品,在同樣條件下與待測樣品進行對比實驗,這樣做可以消去一些已知或未知的系統(tǒng)誤差.光譜分析中,把樣品的光譜、色度與標準譜、標準色相比較,從而找出樣品的成分就是運用這種方法.

3.直接替代法.直接替代法是直截了當?shù)販y定物理量的方法.

4.交替測量法.把測量對象的位置相互交替,是交替測量方法中的一種.使用等臂天平時的復稱法也是位置的交替,以此消除天平的不等臂誤差.交替測量的一種.常見的反向操作有升溫、降溫、增大、減小電流.增強、減弱磁場,增減外力,增減亮度等.這種操作方法有利于消除一部分誤差.

5.補償法.在驗證牛頓第二定律這個實驗中,為了補償小車在木板上受到的阻力,在實驗前將木板略微傾斜,使小車在不受拉力牽引時能在長木板上做勻速直線運動.在用混合法測物質(zhì)比熱這個實驗中,為了補償損失的熱量,常將平衡溫度選擇在環(huán)境溫度以下.1687年,牛頓為了解決兩個懸掛球在平衡位置碰撞時,從某一高度向下擺動時空氣阻力的影響,采取了補償?shù)姆椒?將球多拉開一段距離.

6.動態(tài)操作法.在測量中,動態(tài)測量比靜態(tài)測量有更高的靈敏度.天平常用擺動法測量其停點,讓光屏來回移動確定成清晰像的位置,都是動態(tài)操作的具體實例.卡文迪許用扭秤作萬有引力實驗時也利用了擺動的方法.讓扭秤的臂桿處于靜止狀態(tài),而使重錘擺動,用擺動法測定重錘的平衡位置,從而提高了測量的靈敏度.

在電學實驗中,讓學生熟練掌握正確使用電表及對測量結(jié)果正確進行誤差估算這兩個問題是至關重要的.本文主要談談電表的一些有關技術指標及如何正確使用它們,從而達到正確測量的要求.常用電表按其測量機構(gòu)的工作原理,主要分為三類:①磁電式;②電磁式;③電動式.使用時應根據(jù)測量的要求選用.對于直流電壓和電流以及交流電整流后平均值的測量,可以選用磁電式儀表.這類表標有正負極性.對于正弦交流電有效值的測量,可選用電磁式和電動式儀表,這類表不分正負極性.電磁式和電動式儀表也可以測量非正弦交流電的有效值.對于頻率變化很寬的待測值,則要選用電子管或晶體管儀表.實驗室用的直流電表通常是磁電式電表.不論是電壓表還是電流表,其表面都有一些符號表明該表的性能,其中有一項指標,指出該表的準確度等級.

我國常用的電工儀表分為七級,分別為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等級數(shù),該數(shù)字的含義及它與測量誤差的關系,下面作以說明.

利用電表測量時的誤差主要有三類.①儀器誤差.由于電表結(jié)構(gòu)和制作上的不完善所引起,例如,軸承摩擦,分度不準,游絲的變形等原因,使得電表的指示值與真值有誤差.②讀數(shù)誤差.由于讀數(shù)不準引起的誤差.③附加誤差.這是由于外界因素的變動對儀表讀數(shù)產(chǎn)生影響而造成的.外界因素指的是溫度、電場、磁場等.當電表在正常情況下(符合儀表說明書上所要求的工作條件)使用和讀數(shù)時,測量的誤差可只考慮儀器誤差.

五、電表實驗的具體問題

上邊已經(jīng)聽談到誤差問題,測量時總存在一定誤差,示值與真值(實驗值)之間的差值稱為絕對誤差.但絕對誤差不能確切地反映出測量的準確程度,故常用相對誤差,即絕對誤差與真值之比的百分數(shù)來評價測量的準確程度.相對誤差越小,準確度就越高.相對誤差雖可說明測量結(jié)果的準確度,但不能用它來評價電表的準確度,這是因為電表在測量中有規(guī)定的范圍,在此范圍內(nèi)即使標尺上各示值的絕對誤差均保持恒定,但相對誤差卻不恒定.

總之,要根據(jù)被測量的大小,選用合適的量程.所