大学物理实验电位差计

大学物理电位差计实验报告大学物理电位差计实验报告引言：电位差计是一种常用的物理实验仪器，用于测量电场中两点之间的电位差。

本实验旨在通过使用电位差计，探究电势差的概念和测量方法，并通过实验数据的分析和处理，验证电位差的计算公式。

实验原理：电位差是指电场中两点之间的电势差。

在均匀电场中，电位差与两点之间的距离成正比，与电场强度成正比。

电位差可以通过电势差计测量，电势差计的工作原理是基于电势差与电流的关系。

实验步骤：1. 将电势差计连接到电源和待测电场中的两点之间。

2. 调节电势差计的灵敏度，使其能够测量待测电场中的电位差。

3. 记录电势差计的示数，并测量两点之间的距离。

4. 重复上述步骤，测量不同距离下的电位差。

实验数据分析：通过实验测得的数据，我们可以计算出电位差与距离之间的关系。

根据电势差与距离成正比的原理，我们可以得到以下公式：V = k * d其中，V为电位差，k为比例常数，d为距离。

通过对实验数据进行线性拟合，我们可以求出比例常数k的值。

实验结果：通过对实验数据进行处理，我们得到了电位差与距离之间的关系。

根据线性拟合的结果，我们可以得到比例常数k的值为X。

这意味着在该电场中，每增加一单位的距离，电位差增加X单位。

讨论与结论：本实验通过电位差计测量了电场中的电位差，并验证了电位差与距离成正比的关系。

实验结果表明，在均匀电场中，电位差与距离之间存在线性关系。

这一结果与理论预期相符。

然而，需要注意的是，实验中的电场并非绝对均匀，存在一定的误差。

这可能是由于电势差计的灵敏度不够高，以及电场中存在的其他影响因素所致。

为了提高实验的精确度，可以采取一些措施，如增加测量次数、提高电势差计的精度等。

总结：通过本次实验，我们深入了解了电位差计的原理和使用方法，并通过实验数据的处理，验证了电位差与距离成正比的关系。

这一实验不仅加深了我们对电势差的理解，还培养了我们的实验操作和数据处理能力。

在今后的学习和研究中，我们将继续探索电势差的应用和相关领域的研究。

大学物理实验报告电位差计的使用
实验目的：
本实验旨在使用电位差计来测量金属杆两端间的电势差，以及如何利用电位差计来求解不同金属杆线圈角和把角。

实验仪器和装置：
（1）电位差计：一个
（2）电源：一个直流电源，输出电压为9V
（3）钳形表：一只25mV的钳形表
（4）两根金属杆：一根3m长、一根10m长
（5）线圈起子：一个
实验原理：
所用电位差计具有两个档位，其中A档位用来测量直流电压的正负变化，B档位用来测量直流电压的数值。

利用电位差计，可以测量两根金属杆之间的电势差，则一根金属杆绕着一个金属杆形成的线圈就具有电势差间隙。

以此来测量出线圈线长、线圈把角和角度大小。

实验步骤：
1.将电位差计连接到电源和两个金属杆上：将电源的正极连接到一个金属杆的端口，电源的负极连接到另一个金属杆的端口，在电位差计的A档位下测量两个金属杆之间的电势差，再在B档位下测量具体的数值。

2.将一根三米长的金属杆和一个金属杆组成线圈：观察A档位电位差计的指针是否有所变化。

可以观察到，电位差计的指针会有一定程度的变化。

3.将一根10米长的金属杆和一个金属杆组成线圈：与之前的实验一样，观察A档位电位差计的指针是否有所变化，由于线圈的线长变长，所以可以观察到指针的移动更大。

4.通过一个把角，可以测量出把角的大小。

将线圈起子的一端连接到金属杆，将另一端拉到一定的角度，可以观察到电位差计的指针发生变化，从而推断出把角的大小。

以上是学习本实验的步骤和过程，从实验中可以了解到电位差计的使用以及金属杆线圈的相关知识，为进一步研究电势差间隙提供了基础。

大学物理实验报告专业班级：姓名:学号：成绩：电位差计是利用补偿原理和比较法精确测量直流电位差或电源电动势的常用仪器，它准确度高、使用方便，测量结果稳定可靠，还常被用来精确地间接测量电流、电阻和校正各种精密电表。

在现代工程技术中电子电位差计还广泛用于各种自动检测和自动控制系统。

本实验通过用电位差计对电阻的测定，掌握电位差计的使用。

【实验目的】1.理解电位差计的工作原理，掌握电位差计的使用方法。

2.能用电位差计测定电阻率。

3.学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。

【试验原理】 1.补偿原理在图1所示的电路中，E X 是待测电源。

0E 是电动势可调的电源，E X 与0E 通过检流计并联在一起。

调节0E 的大小，当检流计不偏转，即电路中没有电流时，两个电源的电动势大小相等，互为补偿，即E X =0E ，电路达到平衡。

若已知平衡状态下0E 的大小，就可以确定E X ，这种测定电源电动势的方法，叫做补偿法。

2．电位差的工作计原理用电压表测量电源电动势EX ，其实测量结果是端电压，不是电动势。

因为将电压表并联到电源两端，就有电流I 通过电源的内部。

由于电源有内阻r ，在电源内部不可避免地存在电位降I r ，因而电压表的指示值只是电源端电压（U =EX -I r ）的大小，它小于电动势。

显然，只有当I=0时，电源的端电压U 才等于电动势EX 。

电位差计就是应用补偿法的原理将待测电动势与标准电势进行比较而进行测量的。

其原理如下图所示，它由两个回路组成，上部为工作回路，下部为补偿回路。

当有一恒定的工作电流I 流过电阻R 时，改变滑动头C 、D 的位置，就能改变C 、D 间的电位差V CD 的大小，测量时把滑动头C 、D 两端的电压V CD 引出与未知电动势进行比较。

先接通1k ，电流经过AB ，在电阻丝上产生电压降落IR 如果接通2k 可能出现3种情况：（1）x E >CD U 时，G 中有自右向左的电流；图3 UJ-31型电位差计面板示意图【试验仪器】UJ-31型直流低电势电位差计、A219型直流检流计、BC9а型饱和标准电池、游标卡尺、螺旋测微器、干电池盒（带干电池）、导线、带测电阻丝、电阻实验板等。

实验4—14 电位差计测电动势电位差计是精密测量中应用最广的仪器之一，不但用来精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有重要地位。

【实验目的】1. 掌握电位差计的工作原理和结构特点。

2. 学习用线式电位差计测量电动势。

【实验原理】若将电压表并联到电池两端，就有电流I 通过电池内部。

由于电池有内电阻r ，在电池内部不可避免地存在电位降落r I ，因而电压表的指示值只是电池端电压r V E I =-的大小。

只有当I =0时，电池两端的电压才等于电动势。

采用补偿法，可以使电池内部没有电流通过，这时测定电池两端的电压即为电池电动势。

如图4-14-1所示，按通K 1后，有电流I 通过电阻丝AB ，并在电阻丝上产生电压降R I 。

如果再接通K 2，可能出现三种情况：1. 当x CD E V >时，G 中有自右向左流动的电流（指针偏向右侧）。

2. 当x CD E V <时，G 中有自左向右流动的电流（指针偏向左侧）。

3. 当x CD E V =时，G 中无电流，指针不偏转。

将这种情形称为电位差计处于补偿状态，或者说待测电路得到了补偿。

在补偿状态时，x CD E IR =。

设每单位长度电阻丝的电阻为0r ，CD 段电阻丝的长度为x L ，于是x x L Ir E 0= (4-14-1)将保持可变电阻n R 及稳压电源E 输出电压不变，即保持工作电流I 不变，再用一个电动势为s E 的标准电池替换图中的x E ，适当地将C D 、的位置调至''C D 、，同样可使检流计G 的指针不偏转，达到补偿状态。

设这时''C D 段电阻丝的长度为s L ，则''0s C D s E IR Ir L == （4-14-2）将（4-14-1）和（4-14-2）式相比得到图4-14-1大学物理实验114 sxsx L L E E （4-14-3） （4-14-3）式表明，待测电池的电动势x E 可用标准电池的电动势s E 和在同一工作电流下电位差计处于补偿状态时测得的x L 和s L 值来确定。

《大学物理实验》教案实验4电位差计的使用【课题】用电位差计测热电偶的电动势（3学时）【目的】1、了解电位差计的工作原理。

2、掌握用电位差计测量电动势的方法。

【重点】电位差计的使用方法【难点】工作电流标准化的调节【前言】电位差和电动势是电学实验中经常碰到的物理量，对它们的值进行测量时，一般情况下都是使用伏特表，但由于测量支路的分流作用，这样测出的电位差并不是用电元件上电位差的真实值。

若能使测量支路上的电流为零，就能得到准确的结果。

电位差计就是根据这个原理设计的。

电位差计是采用补偿法测量电位差或电动势的一种仪器。

它通过将未知电势与电位差计上的已知电势相比较，此时被测的未知电压回路上没有电流，测量结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以及高灵敏度的检流计。

电位差计的测量准确度可达到99.99%或更高，可以用来精确测量电动势、电位差、电流、电阻、温度、压力、位移和速度等物理量，在生产检测和科学实验中得到了广泛的应用。

【教学内容】一、实验原理1、补偿法原理电位补偿法又称比较法，是通过将未知电动势与已知的标准电动势进行比较从而得到未知电动势值的测量方法。

如图1，已知电动势为EN，其值可变并可确切知道，当按照电路连接上电流表G和未知电动势E某后，开始的时候因为EN不等于E某，电路中有净的电动势，从而有电流I。

调节EN的值，当检流计指0的时候，电路中没有电流，此时EN=E某，就知道了未知电动势的值。

width=\图1补偿法原理图2、电位差计的工作原理cla=\电位差计工作原理示意图\rc=\width=\图2电位差计工作原理示意图图2中，RN为标准电池EN的温度补偿电阻，需要根据标准电池的工作温度计算出标准电池的电动势值然后相应调节RN的值；RP为电位差计工作电源E的分压电阻。

通过调节旋钮开关K2可以分别将”标准回路”和”待测回路”与电位差计工作电源E相连，形成2个补偿电路。

K2连接1（即电位差计上的”标准”档）时，接入标准回路，调节RP使检流计G指0，可以对工作电流进行标准化。

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：电位差计
图1 用电位差计校对电流的校对曲线图且知：
|∆I max| I
量程=
12.11
1999
×100≈0.61
0.5<0.61<1.0，该电表为1.0级，不可用。

六、结果陈述
本实验做出的校准曲线中可以发现，当校准电流值越大时ΔI越大，也就是需要校准的电流表越不精确。

除此之外，在校准曲线中可以看见有一次急剧的上升，推测是由于调节检流计时，检流计指针不断晃动，导致数据记录的有误差。

本实验调节检流计时，检流计指针不断晃动，推测是因为电源电压稳定性较差，最终导致实验误差较大。

经计算本实验所用电流表等级|∆I max|
I
量程
≈0.61为1.0级，不可使用。

七、思考题
⚫用电位差计测量电压或电动势的特点是什么？
1)非破坏性测量：使用电位差计可以非常准确地测量电路中的电压或电动势，
不会对电路造成影响或损坏。

2)高精度：电位差计通常具有高精度，可以测量非常小的电压或电动势变化。

3)适用范围广：电位差计可以测量直流电路和交流电路中的电压或电动势。

4)灵敏度高：电位差计通常具有高灵敏度，可以检测微小的电压或电动势变化。

电位差计测量电动势实验报告篇一：用电位差计测电动势电位差计测量电动势及内阻电位差计是通过与标准电势源的电压进行比较来测定未知电动势的仪器，被广泛地应用在计量和其它精密测量中。

由于电路设计中采用补偿法原理，使被测电路在实际测量时通过的电流强度为零，从而可以达到非常高的测量准确度。

虽然随着科学技术的进步，高内阻、高灵敏度的仪表的不断出现，在许多测量场合都可以由新型仪表逐步取代电位差计的作用，但电位差计这一典型的物理实验仪器，采用的补偿法原理是一种十分可取的实验方法和手段。

实验目的1. 学习和掌握电位差计的补偿原理。

2. 掌握电位差计进行测量未知电动势的基本方法。

3. 学习对实验电路参数的估算、校准及故障排除的方法。

实验仪器FB322电位差计实验仪、FB325型新型十一线电位差计、待测电动势实验原理 1.补偿法原理补偿法是一种准确测量电动势（电压）的有效方法。

如图1所示，设E0为一连续可调的标准电源电动势（电压），而EX为待测电动势，调节E0的大小使检流计G示零，即回路中电流I?0，电路达到平衡补偿状态，此时待测电动势与标准电动势相等，则EX?E0。

这种利用补偿原理测电动势的方法称为补偿法。

2．电位差计原理电位差计就是一种根据补偿法思想设计的测量电动势（电压）的仪器。

十一线电位差计是一种教学型电位差计，如图2所示，EX为待测电动势，EN为标准电池。

可调稳压电源E、与长度为L的电阻丝AB为一串联电路，工作电流IP在电阻丝AB上产生电位差。

触点D,C可在电阻丝上任意移动，因此可得到相应改变的电位差UDC 。

当合上K1, K2向上合到EN处，调节可调工作电源E，改变工作电流IP，改变触点D,C位置，可使检流计G指零，此时UDC与EN达到补偿状态。

则：EN?UDC1?IP?r0?LDC?u0?LS（1）式中r0为单位长度电阻丝的电阻，LS为电阻丝DC段的长度，u0为单位长度电阻丝上的电压，称为校正系数。

保持工作电流IP不变，即保持电源电压不变，K2向下合到EX处，即用EX代替EN，再次调节触点D, C的位置，使电路再次达到平衡，此时若电阻丝长度为LX，则：EX?IP?ro?LX?ENLSLX?u0?LX （2）即可测出待测电源电动势。

大学物理实验设计性实验电位差计校准电表和测金属丝电阻率姓名：雷有明班级：建电1042学号： 1003431232指导教师：曹艳玲实验地点：大学物理实验中心成绩：物理设计实验一、【实验目的】1. 初步了解电位差计的结构,并学会正确使用；2了解并掌握电位差的工作原理—补偿原理。

3能用电位差计进行电阻率的测定。

4了解设计性实验的工作方法，培养独立工作的能力。

5培养对物理实验的兴趣,为以后在物理上的发展打下基础。

二、【实验原理】利用电位差计，通过补偿原理，来测定未知电阻和已知电阻两端的电压，利用分压原理，算出未知电阻的阻值，利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径，通过电阻率公式即可计算出电阻率。

补偿原理在图1的电路中，设E0是电动势可调的标准电源，Ex 是待测电池的电动势（或待测电压Ux），它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G，用来检测回路中有无电流通过。

设E0的内阻为r0；Ex的内阻为rx。

根据欧姆定律，回路的总电流为：物理设计实验电位差原理如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等，由(1)式可知，此时I =0，回路无电流通过，即检流计指针不发生偏转。

此时称电路的电位达到补偿。

在电位补偿的情况下，若已知E 0的大小，就可确定Ex 的大小。

这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。

显然，用补偿法测定Ex ，必须要求E 0可调，而且E 0的最大值E 0max ＞Ex ，此外E 0还要在整个测量过程中保持稳定，又能准确读数。

在电位差计中，E 0是用一个稳定性好的电池（E ）加上精密电阻接成的分压器来代替的，如图2所示。

RR r r E E I g x x+++-=00图1 补偿原理x图2 电位差计原理图x图2中，由电源E 、限流电阻R 1以及均匀电阻丝RAD 构成的回路叫做工作回路。

由它提供稳定的工作电流I 0，并在电阻RAD 上产生均匀的电压降。

改变B 、C 之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与E 0相似的作用。

大学物理实验报告——电位差计的使用篇二：电位差计校准电表实验报告(完整版) 电位差计校准电流表12345篇三：物理实验报告9_电位差计实验名称：电位差计实验目的：a．了解电位差计改装的原理，掌握一般使用的方法b．学习使用电位差计校准电流表实验仪器：uj33a型电位差计等。

实验原理和方法：一、“uj33a型电位差计”使用方法倍率开关k1平时处于“断”位置，使用时旋转到所需位置（本实验为“?1”位置），开关k3旋转至“测量”位置。

接通电源后，旋动“调零”旋钮使检流计指零；将k2键扳向“标准”，旋动“工作电流调节”旋钮，使检流计指针指零，这时工作电流达到额定值10.0000ma，仪器准备就绪。

测量时，将调节补偿电压的三个盘或旋钮调到与待测电压差不多大小后，将k2键扳向“未知”位置，调节读数盘（一般调最右边的大盘即可），使检流计指针返零，松开k2键，即可读数。

测量完毕，k1扳回“断”位置。

二、电位差计工作原理和测量线路电位差计采用比较法（补偿法）测量电压，测量时无须从待测电路取出电流，不会干扰待测电路的工作状态，因而可以进行精密的测量。

由于在结构上采用了高精度的电阻元件、标准电池和灵敏的检流计，因而测量结果具有很高的精度。

使用时将k2键扳向“标准”，使标准电阻两端的电压与标准电池电动势比较，调节“工作电流调节”旋钮使检流计指零，则工作电流为10.000ma，再将待测电压与某一段电阻上的电压进行比较，从而确定待测电压。

三、校准微安表按照线路图连接好电路，并将标准电阻两旁的导线接到电位差计的“未知”接线柱，就可进行微安表校准。

所谓“校准”就是在每个电表电流读数下，测定电阻两端的准确电压，从而算出准确电流，再与电表读数电流进行比较。

所谓“上行”是指电流表读数由小到大逐点测定相应的电压值（读至小数点后3位）；“下行”则由大到小逐点进行测定。

校准电流数据填入到数据记录表中。

注意：1.校准电表前必须先进行检流计调零，并校准工作电流； 2.校准时要随时注意微安表读数是否稳定，如不稳定，应先将电流表稳定，再进行读数。

大学物理设计性实验-表头参数的测定1评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：班级：姓名：学号：指导教师：表头参数的测定实验目的1.了解箱式电位差计的工作原理和结构特点。

2.测量表头的三个重要的参数:内阻Rg,满偏电流（量程）Ig,等级a。

3.学会使用箱式电位差计以及用电位差计测量表头的参数。

4.测出校准数据，画出校准曲线。

实验仪器UJ36a箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头。

实验原理及内容1．电位差计的原理及结构电位差计根据补偿法原理制成。

补偿原理：利用补偿原理所构成的仪器，称为电位差计。

电位差计原理如图1所示，它由两个回路组成。

电源E、可调电阻R、电阻R ab、开关K1,把K 拨向E0端，调节R，以改变辅助回路的电流。

当检流计指零时，电阻R CD = R S，两端的电位差恰与外补偿回路中标准电池的电动势相等，即E S=I0R S，此时称电路达到补偿。

电流I0称为已标准化的电流，工作电流标准化后，紧接着把K拨向E X端，改变滑动触头C、D位置到C’、D’，使检流计又一次指零，这时C’、D’间电位差恰和待测电动势相等。

设C’、D’间的电阻为R X，则未知电动势E X = I0 R X = E X R X/R S ( 1)图 1.电位差计原理图2.用电位差计测表头的内阻R g利用串联电阻分压原理，将标准电阻Rs 和待测表头串联，分别测出标准电阻和待测表头两端的电压Us,Ug ，根据RRSg=UUSg可得gR =UUSgR S⨯。

如图2所示。

图23.用箱式电位差计校正电压表 用箱式电位差计校正电压表用箱式电位差计校正电压表，如图4所示．由于电位差计量程很小，一般不能直接与待校表测量同一电压值，而是将两个相差较大的标准电阻10R 和20R 串联起来，电位差计只测量较小电阻20R 上两端电压。

就可以计算出电压表两端电压。

例如，若20R =10nR ，（本实验取n=100）。

电位差计测量电动势实验结论大学物理实验报告实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员大学物理实验报告——电位差计测量电动势【实验目的】1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计；2. 理解电位差计的工作原理——补偿原理；3. 掌握线式电位差计测量电池电动势的方法；4. 熟悉指针式检流计的使用方法。

【实验仪器】11线板式电位差计、检流计、标准电池、待测电池、稳压电源、掷开关、保护电路组【实验原理】电源的电动势在数值上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。

如果直接用电压表测量电源电动势，其实测量结果是端电压，不是电动势。

因为将电压表并联到电源两端，就有电流I通过电源的内部。

由于电源有内阻r0，在电源内部不可避免地存在电位降Ir0，因而电压表的指示值只是电源的端电压（U=E-Ir0）的大小，它小于电动势。

显然，为了等于其电动势E。

1. 补偿原理1所示，把电动势分别为ES 、EX和检流计G联成闭合回路。

当ES < EX时，检流计指针偏向一边。

当ES > EX时，检流计指针偏向另一边。

只有当ES = EX时，回路中才没有电流，此时I＝0 ，检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。

反过来说，若I＝0 ，则ES = EX。

能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流I为零。

此时，电源的端电压U才图1 补偿电路2. 线电位差计的工作原理2所示，AB为一根粗细均匀的电阻丝共长11米，它与直流电源组成的回路称作工作回路，由它提供稳定的工作电流I0；由待测电源EX、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为测量回路;由标准电源ES、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为定标（或校准）回路。

调节总电流I0的变化可以改变电阻丝AB单位长度上电位差U0的大小。

C、D为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB上取适当的电位差来与测量支路上的电位差（或电动势补偿）。