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伏安法测电阻

实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。

(2) 验证欧姆定律。

(3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。

实验方法原理

根据欧姆定律， R

?

U

I

，如测得 U 和 I 则可计算出 R。值得注意的是，本实验待测电阻有两只，

一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。

实验装置

待测电阻两只，0～5mA 电流表 1 只，0－5V 电压表 1 只，0～50mA 电流表 1 只，0～10V 电压表一

只，滑线变阻器 1 只，DF1730SB3A 稳压源 1 台。

实验步骤 本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学

生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。

(1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。

(2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。

(3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。

数据处理

(1) 由??U

? U max?? 1.5% ，得到??U 1?? 0.15V ,??U 2?? 0.075V

；

(2) 由??I

? I max?? 1.5% ，得到??I1?? 0.075mA,??I 2?? 0.75mA ；

(3) 再由 uR

? R (

3V

)?? (

3I

)

，求得 uR1

? 9?? 101??, uR 2?? 1? ；

(4) 结果表示 R1

? (2.92?? 0.09)??10 3??, R2?? (44?? 1)?

光栅衍射

实验目的

(1) 了解分光计的原理和构造。

(2) 学会分光计的调节和使用方法。

(3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长

实验方法原理测量次数 123U /V I /mA 2.002.603.20R

测量次数 1

2

3

U /V 5.4

6.9

8.5

I /mA 2.00

2.60

3.20

R /?? 2700

2654

2656

测量次数 1

2

3

U /V 2.08

2.22

2.50

I /mA 38.0

42.0

47.0

R /?? 54.7

52.9

53.2

?U

?U2

?I2

若以单色平行光垂直照射在光栅面上，按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：

(a + b) sin ψ

=dsin ψ =±kλ

如果人射光不是单色，则由上式可以看出，光的波长不同，其衍射角也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央 k =0、

ψ =0 处，各色光仍重叠在一起，形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着 k=1，2，3，…级光谱，各级光谱

线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数，用分光计测出 k

级光谱中某一明条纹的衍射角ψ，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。

实验步骤

(1) 调整分光计的工作状态，使其满足测量条件。

(2) 利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。

① 由于衍射光谱在中央明条纹两侧对称地分布，为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时，应测出+k级和-k

级光谱线的位置，两位置的差值之半即为实验时k取1 。

② 为了减少分光计刻度盘的偏心误差，测量每条光谱线时，刻度盘上的两个游标都要读数，然后取其平均值(角

游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致)。

③ 为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。

④ 测量时，可将望远镜置最右端，从-l 级到+1 级依次测量，以免漏测数据。

数据处理

(1) 与 公 认 值 比 较

计算出各条谱线的相对误

λ 为公认值。

(2) 计算出紫色谱线波长的不确定度

差

????? x

? 0

其中

u(λ) =

????(a?? b) sin????

?

?

2

?

u(? )??? (a?? b) | cos? | u(? )

?

=

1

600

? cos15.092???

?

60?? 180

=0.467nm ; U =2×u(λ) =0.9

nm

最后结果为:

λ=(433.9±0.9) nm

1.

当用钠光(波长λ