有关“补偿法测电阻”实验的分析

实验项目名称：补偿法测电阻实验人员：姓名：高宁学号：65120511 实验时间：2013.11.24实验地点：李四光实验楼204一、实验项目简介：1.实验来源：在之前做过的物理实验中做过通过补偿法测量电源电动势和内阻的实验，于是想再做利用补偿法的实验，从而加深对补偿法的理解。

2.实验目的1)了解补偿法的实验方法2).通过对比体会补偿法在测量中的优势二、实验原理：1.欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

表达式：I=U/R2.在伏安法测电阻的实验中，根据电流表的连接方式，主要分两种：内接法和外接法（1）内接法：图一为内接法的原理图，在测量过程中，由于电流表自身所带内阻的分压，导致电压表所测得的电压值大于被测电阻两端的实际电压值，由欧姆定律可知，测量值将大于实际值。

图一图二（2）外接法:图二为外接法的原理图，在测量过程中，由于电压表自身所带内阻的分流，导致电流表所测得电流值大于流过被测电阻的实际电流值，有欧姆定律可知，测量值将小于实际值。

3.通过补偿法对两种测量方法进行改装：（1）电压补偿法测电阻：图三为电流补偿法测电阻的原理图，当检流计示数为零时，电路达到补偿状态，电压表的示数即为Rx两端电压，此时电压表内阻相当于无穷大，从而使电流表的示数即为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。

图三（2）电流补偿法测电阻：图四为电流补偿法测电阻的原理图，R3进行粗调，R2进行细调，R1作用为保护电流计，当检流计的示数为零时，电路达到补偿状态，从而使电压表的示数即为Rx两端的电压值，而电流表的示数也为流过Rx的电流，最后由欧姆定律计算出Rx的电阻值。

图四三、实验仪器：电源、单刀单掷开关、变阻箱、滑动变阻器、电压表、电流表、检流计等。

四、实验内容及实验数据：按图一连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-1中。

测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8电压（V） 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.50 12.00 电流（mA）9.62 19.11 29.24 38.22 48.08 56.96 66.62 76.38R（Ω）155.92 156.98 153.90 156.98 155.99 158.00 157.61 157.11 x表1-1平均值：xR=1/8(155.92+156.98+153.90+156.98+155.99+158.00+157.61+157.11)=156.56百分误差：ε=ΔRx/Rx×100%=4.37%按图二连接电路，被测电阻Rx的阻值为150Ω，读出电流表和电压表的示数，测量8次，记录数据于表1-2中。

工作电路接通后，当开关 K2 置于 S 端时，调整电势差计上的划 片，使得检流计 G 的示数为 0.由补偿原理我们可以知道，此时 Ucd0=Es，记录下此时的 Lcd0。然后，将开关 K2 置于 X 端，调 整电势差计上的划片，使得检流计 G 的示数为 0.同上，此时 Ucd1=Ex，记录下此时的 Lcd1。由于两次测量时通过电位差计的 电流是相等的，且电阻丝为同一电阻丝，所以，我们可推导出： Ex/Es=Lcd1/Lcd0,即可求出 Ex，并且由于测量电路没有电流的存 在，内阻是不分的电压的，所以求得的 Ex 就为待测电池的电动 势。 （四）有补偿法测电阻丝的电阻率
电势差计就是利用补偿法测电池的电动势。 （三）电势差计工作原理
实际使用中，精度高而连续可调的电动势是没有的。为了实现上
述测量，通常采用分压的方法。电势差计就是根据补偿原理制成 的高精度分压装置。电势差计有多种类型，本实验使用的是线式 电势差计，其原理如图 4.8－2 所示。电势差计主要由工作回路、 校准回路和待测回路三个部分组成。
在测量电阻丝的直径时，由于电阻丝的长度很大且各个部分的直径可
能不一样，所以，要对电阻丝进行多次测量，求出直径的平均值，在
求出不确定度。这样得出的测量值更接近于真实值。
5
x
n(n 1)
x测
xS
Ex

x测 Es Ls
1.6079(V )
2．计算不确定度
电势差计使用的电阻丝往复绕在 11 个接线柱上，考虑其缠绕不均，估计每米
误差为 0.002m ，且误差为均匀分布，则 0.002Li （ Li 为实际使用长度）。由于
3
只是用了最后一根线，所以 等于 0.
=0.0042,所以，

电压补偿法在伏安法测电阻中的应用实验报告
电压补偿法在伏安法测电阻中的应用实验报告
一、实验目的
1.掌握电压补偿法在伏安法测电阻中的应用原理。

2.学习使用电压补偿法测量电阻。

二、实验原理
电压补偿法是一种测量电阻的方法，它利用电桥平衡原理，通过调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，从而测量未知电阻的值。

在电压补偿法中，我们使用一个电阻箱作为标准电阻，将其接入电桥中，调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，此时电桥中的电阻即为未知电阻的值。

三、实验步骤
1.将电桥电路连接好，将标准电阻箱接入电桥中。

2.调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零。

3.记录电桥中的电阻值，即为未知电阻的值。

4.重复以上步骤，测量多组数据，计算平均值。

四、实验结果
未知电阻的值为：R=100Ω
五、实验分析
电压补偿法是一种简单、精确的测量电阻的方法，它可以消除电桥中
的电压漂移，提高测量精度。

在实验中，我们通过调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，从而测量未知电阻的值。

通过多次测量，我们
可以得到更加准确的结果。

六、实验总结
本次实验通过使用电压补偿法测量电阻，掌握了电压补偿法在伏安法
测电阻中的应用原理，学习了使用电压补偿法测量电阻的方法。

在实
验中，我们需要注意调节电桥中的电阻，使电桥两端电压为零，从而得到准确的测量结果。

验 ； 伏安 法测 电阻 ； 补偿 法
０ ． 引言
在大学物理实验 中， 利 用伏安法对 电阻进行 测量是广 大物理 学领域学生的基础实验之一 ， 具有重要的实践性意义。电压 、 电流 和电阻是物理学科 中三大 电力相 关名 词 ， 也是重 要 的实验 参数 。 在大学物理试验 中， 对 电阻的测量有多种方法 ， 而伏安法是常用 的 电阻 测 量 方 法 之 一 。然 而 在 实 际 测 量 中 ， 该 种 方 法 的 实 验 结 果 存 在 着 一定 程 度 的误 差 ， 为 了减 少 误 差 、 提 高 实 验 的精 准 度 ， 补偿法 的运用至关重要 。本文对补偿法在大学物理 的伏安法测量 电阻的 实验 中 的应 用 进 行 如 下 阐述 。 １ 相 关 概 念 阐 述
１ ２补 偿 法概 要
电路 ， 所 分得 的电压用 电压表测 出； 由稳压 电源 Ｅ ｌ 、 待测电阻 Ｒ ｘ 和 电流表组 成一个 电流 回路 ， 当被测 电阻两端 电压 与分 压电路 电压 相等 时， 检 流 表 Ｇ示 数 为 ０ ， 此 时 电路 得 到 补 偿 ， 电压 表 所 显 示 的 数 值 就 等 于 通 过 被 测 电 阻 的 电 压 。此 时 电压 表 的 内阻 影 响 可 忽 略 不计 ， 而电流表示数就是通 过被测 电阻 Ｒ Ｘ的电流 ， 可 通过 欧姆定 律 测 出 的误 差 较 小 的 电阻 值 。 （ ２ ） 电 流 补偿 ： 由稳 压 电 源 和滑 线 变 一 阻 器 Ｒ ０组 成 一个 补 偿 电路 ， 调节滑动变阻器来 改变灵 敏 电流计 的显 示数值并使其 读 数为０ ， 此时通过电流计 的电流得 到补偿 ， 使 电路 中灵 敏电流计 的 两端 电压相等 ， 此时电压表读 书就是被测 电阻的 电压值 。 由于 灵 敏电流计 的读数为零 ， 对原 电路在检流表 Ｇ中的电流方向相反 、 大 小相等 ， 可通过欧姆定律测 出的误差较小的电阻值 。