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大学物理实验数据处理


6.00
4.00
4. 连成图线:
2.00
用直尺、曲线板等把 点连成直线、光滑曲线。
0
U (V)
1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
一般不强求直线或曲线通
过每个实验点,应使图线两边的实验点与图线最为接近且分布大体均匀。图
线正穿过实验点时可以在点处断开。
I K 5 I K (mA) 9.96 9.93 10.03 10.01 10.04
解:根据伏安公式 R V I ①.若按逐项相减,则有
1 n1
I

11 1
(I k1
k 1

Ik )

1 10
1 I2

I1

I3

I2

...
I10

I9


1 10
§2-3 作图法处理实验数 据
5.标出图线特征: I (mA)
在图上空白位置标明 20.00
实验条件或从图上得出的 18.00
某些参数。如利用所绘直 16.00 线可给出被测电阻R大小: 14.00 从所绘直线上读取两点 A、
12.00
B 的坐标就可求出 R 值。
10.00
6.标出图名:
8.00
6.00
L L L , L L L , ,L L L
1
1
0
2
2
1
9
9
8
当L1,L2、… L9基本相等时,就验证了外 力与弹簧的伸长量之间的函数关系是线性的.
即F=K L
用此法可检查测量结果是否正确,但注意的是 必须要逐项逐差。
(2)求物理量数值
现计算每加一克砝码时弹簧的平均伸长量,若用上式, 得:
2. 标明坐标轴:
用粗实线画坐标轴, 用箭头标轴方向,标坐标 轴的名称或符号、单位, 再按顺序标出坐标轴整分
格上的量值。
I (mA)
20.00 18.00 16.00 14.00
3.标实验点:
12.00
实验点可用“ ”、 10.00
“ ”、“ ”等符号标 8.00
出(同一坐标系下不同曲
线用不同的符号)。
700.0 λ(nm)
§2-3 作图法处理实验数 据
改正为:
n
1.7000 1.6900 1.6800 1.6700 1.6600 1.6500
400.0
500.0
600.0
玻璃材料色散曲线图
700.0 λ(nm)
§2-3 作图法处理实验数 据
图2
I (mA)
20.00
18.00
16.00
14.00
些组合,仍能达到多次测量来减小误差的目的。因此一般使 用逐差法的规则如下:
通常可将等间隔所测量的值分成前后两组的,前一组为L0、 L1、L2、L3、L4,后一组为L5、L6、L7、L8、L9,将前后两
组的对应项相减为
L L L , L L L , , L L L
12.00
10.00
8.00
6.00 4.00
2.00
0
1.00
2.00
3.00
电学元件伏安特性曲线
§2-3 作图法处理实验数 据
横轴坐标分度选取 不当。横轴以3 cm 代
表1 V,使作图和读图都 很困难。实际在选择坐标 分度值时,应既满足有效 数字的要求又便于作图和
读图,一般以1 mm 代 表的量值是10的整数 次幂或是其2倍或5倍。
温度 t (C) 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
在图中任选两点 P1 (48.0,11.70)和 P2 (13.0,10.60) , 将两点代入式中可得:
a 11.70 10.60 0.0314 48.0 13.0
1.列表法 2.作图法 3.逐差法
4.最小二乘法
一、列表法
在记录和处理实验测量数据时,经常把 数据列成表格,它可以简单而明确地表示 出有关物理量之间的对应关系,便于随时 检查测量结果是否正确合理,及时发现问 题,利于计算和分析误差,并在必要时对 数据随时查对。通过列表法可有助于找出 有关物理量之间的规律性,得出定量的结 论或经验公式等。列表法是工程技术人员 经常使用的一种方法。
1
5
0
2
6
1
5
9
4
再取平均值
L 1[(L L ) (L L ) (L L )] 1 4 (L L )
55
0
6
1
9
4
5 i0
5i
i
由此可见,与上面一般求平均值方法不同,这时每个数据
都用上了。但应注意,这里的 平均伸长量。
L 是增加五克砝码时弹簧的
伏安法测电阻,试用逐差法求出电 流I的最佳值并算出电阻R
I K1 I K (mA ) 2.04 1.91 2.08 1.99 1.94 2.01 2.01 2.06 2.02
I K 5 I K (mA) 9.96 9.93 10.03 10.01 10.04
可以利用这种分组法计算因变量 (I ) 的平均值
I 10.04 10.01 10.03 9.93 9.96 9.99mA 5
电阻(Rt)~ 温度(t)关系 (样品:铜)
次数 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
t(C) 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.3 35.0 40.0 45.0 50.0 Rt () 10.3 10.51 10.64 10.79 10.94 11.08 11.22 11.36 11.53 11.66
次数(K)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电压 V(V) 0
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00
电流 I(mI) 0
2.04 3.95 6.03 8.02 9.96 11.97 13.98 16.04 18.06
I K1 I K (mA ) 2.04 1.91 2.08 1.99 1.94 2.01 2.01 2.06 2.02
定容气体压强~温度曲线
§2-3 作图法处理实验数 据
3.作图举例
直角坐标举例。测得铜电阻与温度对应的 一组数据如表所示,试用直角坐标作图表 示出电阻与温度的函数关系。
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
铜电阻 Rt () 10.20 10.35 10.51 10.64 10.76 10.94 11.08 11.22 11.36 11.53
L L1 L2 L3 L9 9
(L1 L0 ) (L2 L1) (L3 L2 ) (L9 L8 ) 9
L9 L0 9
从上式可看出,中间的测量值全部低消了,只有始 末二次测量值起作用,与一次加九克砝码的测量完全 等价。
• 为了保证多次测量的优点,只要在数据处理方法上作一
由于有x=0的坐标点,故
b 10.20
最后,得到电阻随温度的变化关系为:
Rc 0.0314t 10.20()
2.用电势差计校准量程为1mV的毫伏 表,测量数据如下(表中单位均为mV)。 在如图所示的坐标中画出毫伏表的校准曲线, 并对毫伏表定级别。
毫伏表读数 电势差计读数 修正值△U
0.100 0.1050 0.005
列表时,一般应遵循下列规则 (1)简单明了,便于看出有关物理量之 间的关系,便于处理数据。 (2)在表格中均应标明物理量的名称和 单位。 (3)表格中数据要正确反映出有效数字。 (4)必要时应对某些项目加以说明,并 计算出平均值、标准误差和相对误差。
列表法
通过测量温度t和在温度t下铜的电阻Rt来 测量铜的电阻温度系数,得到t与Rt的数 据列表如下:
1
I 10

I1

②.若按顺序分为两组(1~5为一组,6~10为一组) 实行对应项相减,其结果如表:
次数(K)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电压 V(V) 0
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00
电流 I(mI) 0
2.04 3.95 6.03 8.02 9.96 11.97 13.98 16.04 18.06
在图线下方或空白位
4.00
置写出图线的名称及某些
必要的说明。
2.00
0
至此一张图才算完成
B(7.00,18.58)
由图上A、B两点可得被测电阻R为: R UB U A 7.00 1.00 0.379(k)
IB I A 18.58 2.76 A(1.00,2.76)
U (V)
1.作图规则
②标明坐标轴和图名
1.作图规则
③标点
2.作图规则
④连线
●不当图例展示:
n
1.7000
1.6900
1.6800
1.6700 1.6600 1.6500
400.0
图1
曲线太粗,不 均匀,不光滑。
应该用直尺、曲 线板等工具把实 验点连成光滑、 均匀的细实线。
500.0
600.0
玻璃材料色散曲线图
0.200 0.2150 0.015
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