大学物理实验设计性实验 描绘小灯泡的伏安特性曲线(3)

2019-08-31 16:30

Ik/mAUk/mV x?LnUy=LnI x*y x的平方 y的平方 13.5 100 4.605 2.603 11.987 21.206 6.776 23.0 200 5.298 3.135 16.609 28.069 9.828 27.2 300 5.704 3.303 18.840 32.536 10.910 29.0 400 5.991 3.367 20.172 35.892 11.337 31.0 500 6.215 3.433 21.336 38.626 11.785 33.1 600 6.397 3.500 22.389 40.922 12.250 35.0 700 6.551 3.555 23.289 42.916 12.638 36.8 800 6.685 3.605 24.099 44.689 12.996 38.7 900 6.802 3.656 24.868 46.267 13.366 40.1 1000 6.908 3.692 25.504 47.720 13.630 49.0 1500 7.313 3.892 28.462 53.480 15.148 52.2 2000 7.601 3.955 30.062 57.775 15.642 64.3 2500 7.824 4.164 32.579 61.215 17.339 71.0 3000 8.006 4.263 34.129 64.096 18.173 77.1 3500 8.161 4.345 35.460 66.602 18.879 83.5 4000 8.294 4.424 36.692 68.790 19.571 89.4 4500 8.412 4.493 37.795 70.762 20.187 95.0 5000 8.517 4.554 38.786 72.539 20.739 100.0 5500 8.613 4.605 39.663 74.184 21.206 104.0 6000 8.716 4.644 40.477 75.969 21.567 平均值 7.1298 3.8595 28.157 52.198 15.199 由表计算出A ,B的值,再由A,B的值计算出k 和 n的值

B?????????2xy?xyx?x??2?0.47

A=y?Bx=0.52

????11A??LnKB?由,nn

得k=0.33, n=2.13

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小灯泡的伏安特性曲线 电流(mA) 120 100 80 60 40 20 0 0 2000 4000 6000 电压(mV) 8000 系列1 3、根据一元线性回归相关系数r的计算公式r?xy?x?y?x2?x2??y2?y2?, 求

出r:

r?xy?x?y?x2?x2??y2?y2?=0.994

查相关系数检验表得:当r? 1为显著性标准,现在r? 0.984 > 0.950 ,表明y与x(即lnI与lnU)显著相关,即回归直线的直线性很好,式 U?KIn得以验证。

六、实验结果表达

k=0.33, n=2.13

U=0.33I2.13 (U的单位是mV, I的单位是mA)

七、实验结论

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描绘出的图线是一条曲线。它的斜率随电压的增大而减小,这表明小灯泡的电阻随电压(温度)升高而增加。

因通过计算得出的相关系r=0.994非常接近于1,说明试验数据点密集的分布在所求得的直线近旁,用线性函数进行回归是适合的。

八、实验讨论

_(1)实验前应先检查电流表、电压表是否指零,不指零时要先转动定位螺丝使指针指零。

(2)实验过程中,电压表量程应选7.5V量程,不可变更。 (3)读数时,视线要与刻度盘垂直,力求读数准确。

(4)转动、触头位置时,要眼睛盯着电压表,当指针指在所设电压值时,停止移动,同样,这样做也防止电压表电压过大而烧坏电表。

(5)实验中若采用其他小灯泡,其电压预设值可变化,并且在图线弯拐处要尽可能多测几组数据,(UI值发生明显变化处,即曲线弯拐处,也可以先由测绘出的U~I图线,看在U=?时发生弯拐,然后再在这一范围内加测几组数据。)本实验U~I图线在U0=0.5V左右将发生明显弯曲,故在

U0=0.5V左右测绘点要密,否则将出现很大误差。

(6)测量小灯泡伏安特性曲线时,在电压值1V以下,从0开始,以电压变化为基准,每隔0.1V测量一个点;在电压值1V以上,每隔0.5V测量一个点;测量电压最大值小于额定工作电压6.3V。

(7)在电压接近灯泡额定电压值时,一定要慢慢移动触头位置。当电压指在额定电压处时,测出I后,要马上断开电键。

(8)画U~I曲线时不要画成折线,而应画成平滑的曲线,误差较大的

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点应当舍去。

九、实验心得

1.通过这次实验,使我更加了解实验室的实验仪器,在题目下来后,围绕题目研究实验的方法,虽然这实验以前也有所了解,但经过实验后发现其实还有很多课犷展的地方.

2学会了最小2乘法处理数据,也学会了用线性回归的方法求出公式中的常数.可以很好的培养我们的动手能力、观察能力、分析实验数据、编写实验报告的能力和解决电路实际问题的能力,以适应现代化科学实验和生产的需要。

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