灵敏电流计的研究物理实验市公开课获奖课件

1、灵敏检流计研究物理试验中心第1页第1页实 验 目 理解灵敏电流计工作原理。测量灵敏电流计内阻、灵敏度和临界外阻。观测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。第2页第2页实 验 原 理灵敏电流计结构灵敏电流计读数线圈运动阻尼特性灵敏电流计内阻、灵敏度、外临界电阻测量办法第3页第3页一、灵敏检流计结构偏转部分读数部分磁场部分读数部分： 由光源、小镜和标尺构成，小镜固定在线圈上,随线圈一起转动，把从光源射来光反射到标尺上形成一个光点，当线圈转过一个很小角度时，反射光点有明显移动。采用光点偏转法，可大大提升了灵敏度。AC15型检流计是采用多次反射式，使标尺远离

2、电流计小镜。第4页第4页二、灵敏检流计读数 当有电流Ig通过灵敏电流计线圈时，线圈受到电磁力矩作用偏转，当电磁力矩=张丝扭转反力矩时，线圈停止在某一位置，转过角， 与Ig成正比。小镜也转过角，因而反射光线相对平衡位置就转过了2角。此时,光点在标尺上移动一段距离n,n与成正比，因此，n 也就与电流 Ig 成正比，可见，由光点移动距离n可测出电流大小。015152lk百分比常数，称为电流计常数，单位：A/mm。Si电流计灵敏度。第5页第5页三、线圈运动阻尼特性 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

3、流通过。这个电流与磁场互相作用, 会产生制止线圈运动电磁阻尼力矩M， M大小与回路总电阻成反比，即：第6页第6页临界阻尼振动状态 过阻尼振动状态 欠阻尼振动状态 当R外 较大时，M较小，线圈作振幅逐步衰减振动，需经较长时间才停止在新平衡位置；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外适当初，线圈能不久达到平衡位置而不发生振动。 临界阻尼振动状态第7页第7页 考虑线圈从平衡位置回到零点过程，我们能够在检流计两端并联一个电键K，以下图所表示：当K合上时，R外0，电磁阻尼很大，线圈马上停止运动，如断开接外电路 从上述三种线圈运动状态可知，

4、检流计工作于临界状态时，线圈到达平衡位置所需要时间最短，最便于测量。因此，在实际工作中，必须考虑使检流计工作或靠近工作在临界状态。 电路，在光点返回零点时按下K，线圈就会马上停在零点这就节约测量时间。K称为阻尼电键。 GK第8页第8页四、灵敏电流计内阻Rg、灵敏度Si、外临界电阻测量实验线路图GV第9页第9页依据欧姆定律可得:又有和最后推导:可见，在Ra、Rb、n确保不变前提下，R和U成线性关系。我们只要测得两组U、R值就能够拟定Rg、Si。由于这种办法要求n确保不变，因此通常称为定偏法。 第10页第10页 在本试验中，为了减少随机误差对测量结果影响，需测得多组U、R值，数据处理可采用下列办法

5、： 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值。 作图法 以U为横坐标，R为纵坐标，在直角坐标纸上作图，依据直线截距和斜率，可求出Rg和Si值。 令:则: R=A+BU第11页第11页实 验 内 容1.定偏法测灵敏电流计内阻Rg和灵敏度Si在Ra、Rb、n保持不变前提下，R 和 U 成线性关系。我们只要测得多组 U、R 值，用最小二乘法对数据进行直线拟合，就能够得出Rg、Si 值。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 值，以1/Ra 为横坐标，R 为纵坐标，在直角坐标纸上作图，依据直线截距和斜率，也能够求出Rg 和Si 值。 2.测外临界电阻R临3.观测灵敏电流计欠阻尼、临界阻尼、过阻尼状态第12页第12页n=0AC15/6型检流计分流器接线柱零点调整电源第13页第13页注 意 事 项电流计分流器放“短路”时，不能调整机械零点。2.在测量中，当电流计光点左