大学物理实验-电位差计测电阻率
大学物理实验报告
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实验题目电位差计测定电阻率实验室物理实验室试验时间
实验类别设计环境
成绩指导教师
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0
E 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；
（2）x E （3）x E =CD U 时，G 中无电流； 达到第三种状态时，即称作补偿状态此时有 x E =0r I X L 固定N R ,保持I 不变，再用一个电动势S E 替换x E 适当缩小CD 范围，使检流计不偏转则s E =0r I s L =I ``C D R 两式比较可得 x E =s E S X L L 由上可得应用补偿法测量电位差有以下优点： （一） 被测电动势E X 的测量，只要测得R X 与R N 之比即可。测量结果之准确性是依赖于标准电池的电动势及测量回路电阻的精度，由于标准电池及电阻一般可得较高之准确性,在应用恰当灵敏率的检流计条件下，能保证测量精度。 （二） 当完全补偿时，测量线路与被测线路无电流通过，故被测线路电动势不因接入测量电路而变化。 同理，如果要测量任一电路两点间的电位差，只要将待测两点接入补偿回路代替E X ，即可测出。 UJ-31型面板如图3所示，工作原理对应部分说明如下表格所示： 原理图 UJ-31型电位差计面板图 r 1、r 2、r 3：电流调节盘 “校准”时旋转面板上三个粗、中、细调节盘，使检流计指零。 P ：倍率选择开关 “测量”前根据被测电压的约值预先选定，让最大的一位测量盘用上。未知电压=测量盘读数×倍率（有×1或×10两档） Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ：测量盘 测量未知电压用的粗、中、细调节盘，电位差计处于被偿状态可以从这三个转盘上读出未知电动势。 粗、细、短路开关 按下“粗”按钮时有保护电阻与检流计串联，按下“细”保护电阻不被短路。 S ：操作步骤选择开关 进行“校准”时S 旋至“标准”位置，“测量”时旋至“未知1”或“未知2”位置，不用时旋至“断”位置。 R n E K 1 K 2 K 3 E s E x I R A B C D C ' D ' G G 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。 【实验内容】 1. 电位差计的调整 （1） 参照图3连接电路，调节检流计的零点。 （2） 调节工作电流。 将转换开关S 旋转到“标准”位置。“ ”旋钮指示到1.0186V （此值为标准电池室温20℃时电动势 值）。打开稳压电源，使工作电压处于6V 。将电位差计按钮“粗”按下，调节使检流计指示到“零” 位置，松开“粗”按钮，按下“细”按钮，调节再次使检流计指示到“零”位置，此时表示工 作电流调整好。 2测量电阻丝电阻值. （1） 按图4的线路接线。已知Rx=5.1Ω取Ra:Rb=1000:1。将P 置于“1”位置。 （2）重新校准工作电流。 （3）测量电阻电压。 将S 旋钮指示到“未知1”档，依次调整读数盘I 、II 、III 使电路处于被偿状态，读数盘I 、II 、III 指示的数值之和为Rx 上的电压Ux 。然后将S 旋钮指示到“未知2”位置，测得电阻Rs 上的电压Us 。 计算Rx 公式为： R X = s s x R U U （6） （4）重复步骤（2）、（3），测量六次。将数据记录在表格中。 图4 测量线路 由于电阻测量采用两个电压降之比，因此，只要在电位差计工作电流不变的情况下，可以不必用标准 从“未知1”转换到“未知2”时检流计开电池来校准电位差计的工作电流。在测量时，测量转换开关K 1 应放在“断”的位置，防止检流计受到冲击。 关K 2 （5）用游标卡尺测量电阻丝长度，用螺旋测微器测量电阻丝直径，将测量数据记录在表格中。 【数据处理】 次数 1 2 3 4 5 Ux未知1电压（v） Us未知2电压（v） Φ电阻丝直径（mm） L电阻丝长度（cm） 未知电阻不确定度公式 令 电阻丝的直径不确定度计算 电阻丝电阻率不确定度计算 【注意事项】 （1）UJ-31型电位差计量程为17.1mV和171mV待测电压一定要在它们的量程内。 （2）在测量过程中，其工作条件可能发生变化（如电压E不稳定等），为了保证回路中电流保持不变，每次测量都要对工作电流重新校准。 （3）测量中所有电源及电池正负极不能接错，否则补偿回路不可能调到补偿状态。 （4）标准电池使用时不可以接错正负极，严禁短路，流经标准电池的电流不能大于A 不能用电压表去测量其电动势。 （5）在测量电阻丝的电阻的时候一定要使其两端接入电路，不要折叠，否则不能准确测得电阻率。 【思考题】 1.电位差计是利用什么原理制成的？ 2.实验中，若发现检流计总是偏向一边，无法调平衡，试分析可能的原因有哪些？ 3.如果任你选择一个阻值已知的标准电阻，能否用电位差计测量一个未知电阻？试写出测量原理，绘出测量电路图。 实验三、直流电位差计测电动势 【实验目的】 1、掌握电位差计的工作原理和结构特点。 2、学习电位差计测量电池的电动势和内阻。 【实验仪器】 直流电位差计实验仪、滑线式十一线电位差计、导线 【实验原理】 1、补偿原理 补偿原理就是利用一个电压或电动势去抵消另一个电压或电动势，其原理可用图1来说明。E n 为可调标准电源，中间串联一个检流计G 接成闭合回路。如果要测电源x E 的电动势，可通过调节 电源E n ，电路没有电流，此时表明x n E E =，这时电路处 于补偿状态。若已知补偿状态下E n 的大小，就可确定x E ， 这种利用补偿原理测电位差 的方法叫补偿法。 2 、电位差计原理 图2 定标 图3 测量未知电动势 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计，其测量原理可分别用图2和图3来说明。图2为电位差计定标原理图，其中ABCD 为工作回路，由电源E 、限流电阻R 、均匀电阻丝AB 串联成一闭合回路。电阻箱R 用来调节回路工作电流I 的大小，通过调节I 可以调整每单位长度电阻丝上电位差的大小，M 、N 为电阻丝AB 上的两个活动触点，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补偿，它相当于补偿电路图1中的En ，提供了一个可变电源。 本实验采用滑线式十一线电位差计，电阻AB R 是11m 长均匀电阻丝。按图2连线，移动滑动头M 、N ，使M 、N 之间的电阻为s R ，调节工作电路中的电阻R ，使补偿回路达到平衡，即流过检流计G 的电流为零，此时s s E IR =;按图3连线，调节M ’、N ’之间长度，使M ’、N ’点间的电位差等于待测电动势x E ，此时流过检流计G 的电流为零， 达 图1 补偿法 实验八 电位差计的原理和使用 【实验目的】 1．掌握电位差计的工作原理和正确使用方法，加深对补偿法测量原理的理解和运用。 2．训练简单测量电路的设计和测量条件的选择。 【实验仪器】 UJ31型直流电位差计、SS1791双路输出直流稳压电源、标准电池、标准电阻、AC15/5灵敏电流计、FJ31型直流分压箱、滑线变阻器、直流电阻箱、待校验电表、待测干电池、待测电阻、开关和导线等。 【实验原理】 如图5.8.1所示，电位差计的工作原理是根据电 压补偿法，先使标准电池E n 与测量电路中的精密电阻R n 的两端电势差U st 相比较，再使被测电势差（或电压）E x 与准确可变的电势差U x 相比较，通过检流计G 两次指零来获得测量结果。电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。 校准：将K 2打向“标准”位置，检流计和校准电路联接，R n 取一预定值，其大小由标准电池E S 的电动势确定；把K 1合上，调节R P ，使检流计G 指零，即E n = IR n ，此时测量电路的工作电流已调好为 I = E n /R n 。校准工作电流的目的：使测量电路中的R x 流过一个已知的标准电流I o ，以保证R x 电阻盘上的电压示值（刻度值）与其（精密电阻R x 上的）实际电压值相一致。 测量：将K 2打向“未知”位置，检流计和被测电路联接，保持I o 不变（即R P 不变），K 1合上，调节R x ，使检流计G 指零，即有E x = U x = I o R x 。 由此可得x n n x R R E E = 。由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据R x 电阻值标出其对应的电压刻度值，因此只要读出R x 电阻盘刻度的电压读数，即为被测电动势E x 的测量值。 所以，电位差计使用时，一定要先“校准”，后“测量”，两者不能倒置。 【实验装置】 1. UJ31型电位差计 UJ31型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计，其测量范围为 mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或mV V 17110-μ（1K 置10?档）。使用 图5.8.1 电位差计的工作原理 图5.8.2 UJ31型电位差计面板图 + - -++- + -标准 检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断粗 中 细 ×1 ×0.1 ×0.001 粗细短路 用电位差计测电动势实验报告 篇一：十一线电位差计测电动势(实验报告) 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 【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、单刀双掷开关、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 ?? 如图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. 十一线电位差计的工作原理 如图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）。 —第 1 页共 3 页— 图2 电位差计原理图 1) 预设 当直流电源接通，K2既不与ES接通、又不与EX接通时， 探究电阻定律实验报告 一、实验名称：探究电阻定律 二、实验目的：探究导体的电阻和导体的长度、横截面积和材料之间的关系。 导体的电阻是导体本身的一种性质，那么，导体电阻的大小可能与哪些因素有关呢？比如，下列的因素是否对导体的电阻有影响？如果有，关系如何呢？ 1.导体的材料；2导体的体积；3导体的长度； 4导体的粗细；5导体的质量；6环境的温度等。 三、实验器材： 电阻定律演示板（材料、长度相同横截面积的不同的铜线；材料、横截面积相同长度不同的铜线；横截面积、长度相同材料不同的铜线和铝线）、滑动变阻器，导线若干，开关，电流表，电压表，直流电源。 四、实验原理：（欧姆定律） 影响导线电阻的因素不是单一的，因此实验采用控制变量法来研究： 1、保持导线的材料和横截面积不变，测量长度比为1:2的两个导线的电阻大小。 2、保持导线的材料和长度不变，测量横截面积比为1:2的两个导线的电阻大小。 3、保持导线的长度和横截面积的不变，测量材料不同的两个导线的电阻大小。 五、画出伏安法测电阻的电路图： 六、实验设计与步骤： 1、按实验原理图连接好电路，在电路的A、B之间接入待研究的铜导线，通电前先使变阻器接入电路的电阻最大。 2、将材料和横截面积都相同、长度之比为1：2的两根铜导线①、②，分别接入电路。闭合开关，调节滑动变阻器，将电流表示数都调节为1A、电压表的读数记录在表1中，利用欧姆定律公式计算出导线电阻。 3、将材料和长度都相同、横截面积之比为1:2的两根导线②、③，分别接入电路，操作同步骤2，将结果填入表2中。 4、将长度和横截面积都相同、材料不同的两根导线③、④分别接入电路中，调节变阻器，使通过导线的电流相同，读出并记录电压表的读数，填入表3中。 5、断开开关，整理好器材。 6、数据处理，分析结果。 七、实验结果与分析 1、保持导线的材料和横截面积不变，探究电阻与导线长度间的定量关系。 表1 接入的导线长度电压U/V 电流I/A 计算 电阻R/Ω ①L01A ②2L 1A 实验结论： 同种材料,S一定,电阻R与L成正比即R ∝L 2、保持导线的材料和长度不变，探究电阻与导线横截面积间的定量关系。 电位差计测电阻 姓名：窦茂莲学号：38152112 上课时间：2009年9月29日下午14:00-17：20 实验组别:F032 周次：第三周实验地点：主北203东任课老师： 关于该实验： 1、补偿法测电阻在电测技术中经常用到，在一些自动测量和控制系统中常用到补偿电路。 电位差计就是电压补偿的典型应用，用于精密测量电势差或电压，利用电压补偿原理使得电位差计变成一个电阻无限大的电压表，能准确测量电压而不会对电路造成影响。 2、利用伏安法测电阻时会产生系统误差，这样会造成测出的阻值不准确；本实验用电位差 计测电阻，等于采用一个近似的理想电压表，从而准确的测出阻值，并实现测量小电阻如毫安表电阻。 实验目的： 1、掌握电学实验操作规程，严格规范操作 2、掌握电位差计的使用方法，了解补偿法的原理 3、学会设计实验，懂得灵活运用所学知识完成设计性实验 4、加深对数据处理的印象并熟练掌握 实验原理及方法： 1、补偿法 当两直流电路的同极性端相连且其电势大小恰恰相等时，回路中无电流通过，灵敏电流计指针为零，这时电路达到平衡。 2、UJ25型电位差计原理图： 工作原理：UJ25电位差计是一种高电势电位差计，测量上限为1.911110V，准确度为0.01级，工作电流I0=0.1mA。R AB为两个步进的电阻旋钮，标有不同温度的标准电池电动势之值，当调节工作电流时作标准电池电动势的修正之用。R p作调节工作电流I之用。R CD 是标有电压值的六个大旋钮，可以测出未知电压的值。左下角的功能转换开关，当其处于断时，电位差计不工作；处于N时，接入E N可进行工作电流的检查和调整：处于X1或X2时，测第一路或第二路未知电压。 3、实验电路图 （其中a、b与c、d分别接入电位差计的未知1和未知2） 测量公式： R x=R0×(U1/U2);(其中，R0为已知电阻，U1、U2为电位差计未知1、未知2的示数) 实验仪器 ZX-21电阻箱、指针式电流表、稳压电源、标准电压、待测电阻、毫安表（电阻待测）、UJ25 电位差计测电动势 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。线式电位差计是一种教学型板式电位差计，通过它的解剖式结构，可以更好地学习和掌握电位差计的基本工作原理和操作方法。 【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】 ?? 板式电位差计、检流计、滑线变阻器、电阻箱、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀开关、单刀（双刀）双掷开关 图1电位差计实物图 【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0r ，在电源内部不可避免地存在电位降0Ir ， 因而电压表的指示值只是电源的端电压（ 0Ir E U -=）的大小，它小于电动势。显然，为 了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 才等于其电动势E 。怎样才能使电源内部没有电流通过而又能测定电源的电动势呢？ 1. 补偿原理 ?? 如图2所示，把电动势分别为 s E 、x E 和检流计G 联成闭合回路。当s E 课 题 用线式电位差计测电动势 1．了解电势的补偿原理，并理解用电势差计测电动势的基本方法和特点； 教 学 目 的 2．掌握电势差计的工作原理和结构特点； 3．学会用线式电势差计测量电源电动势。 重 难 点 1．补偿法的理解； 2．电势差计的正确使用。 教 学 方 法 讲授、讨论、实验演示相结合。 学 时 3个学时 一、前言 电势差计是一种精密的电学测量仪器，在精密测量中，电势差计是应用最广的仪器之一，它主要用来测量电动势、电势差和校准电表，还可用于间接地测量电阻、电流和一些非电量（如温度、压力）等，其精度可达0.1%～0. 03%。 用电势差计测电动势，就是将未知电压与电势计上的已知电压相比较。测量中由于电势差不从被测对象中取用电流，并且应用了标准电池、标准电阻及高灵敏度检流计，因而测量精度高，测量结果可靠。 二、实验仪器 直流稳压电源，万用表，线式电势差计，指针式检流计，标准电池，待测电磁，滑线变阻器，电位器，双掷双刀开关，单掷单刀开关，带保护电阻单刀开关，导线。 三、实验原理 关键讲清两点：1、补偿法 2、补偿法的实现 （一）直接用电压表测量电动势时，得到的是电池两端的路端电压，由于电池有阻，只要有电流通过，它就会有电压降，所以电压表的示值（端电压）总是小于电源电动势。 x U E Ir =- （二）补偿法:要消除电池阻产生的电压降，就必须使流过电池的电流为零，因此要测量未知电动势，原则上按图4.8－1所示电路进行，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。 1．接通 1 K后，有电流I通过电阻丝AB。 2．标准化：把 2 K拨向标准电池 s E，检流计G上有可能有电流流过，适当调整C、 D两点位置，找到合适的C、D长度，使G的指针零偏转，即 s CD E U =，此时，电路 处于平衡状态，电阻 CD R上的电压降与标准电池的电动势互为补偿。 如果单位长度电阻丝电阻为 R，CD长度为 s L，则有 CD端的电势差： s s E IR L = 3．保持电阻 n R不变，即工作电流I保持不变，把 2 K合向待测电池 x E，重新找'C、' D位置，使检流计G再次指零，达到补偿状态。 '' C D长度为 x L，则 x x E IR L = 则有：x x s s L E E L =? 当 s E， s L， x L都已知时，电源电动势 x E可求出。 工程物探实验报告 实验一：高密度电阻率法勘探 班级： 姓名： 学号： 贵州理工学院资源与环境工程学院 2016年11月 1 实验目的 了解电阻率法（高密度电阻率法）的方法原理、野外工作布置及装置形式；掌握高密度电阻率法数据的采集、处理和解释，熟练操作高密度电阻率法软件。 2 高密度电阻率法原理 高密度电阻率法属于直流电阻率法的范畴，它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种勘探方法，仍然是以岩土体的电性差异为基础，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律。相对于传统电法而言，高密度电阻率法其特点是信息量大。利用程控电极转换器，由微机控制选择供电电极和测量电极，实现了高效率的数据采集，可以快速采集到大量原始数据。具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等特点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况，具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力。 该观测系统包括数据的采集和资料处理两部分，现场测量时，只需将全部电极设置在一定间隔的测点上，测点密度远较常规电阻率法大，一般从1m~10m。然后用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换开关上，电极转换开关是一种由单片机控制的电极自动换接装置，它可以根据需要自动进行电极装置形式、极距及测点的转换。测量信号由电极转换开关送入微机工程电测仪， 并将测量结果依次存入随 机存储器。将数据回放送 入微机，便可按给定程序 对数据进行处理。高密度电 阻率法现场工作时是在 预先选定的测线和测点 上，同时布置几十乃至上 百个电极，然后用多芯电缆 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 电位差计实验仪、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。如图所示，设为一连续可调的标准电源电动势（电压），而为待测电动势，调节的大小使检流计示零，即回路中电流，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。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，为待测电动势，为标准电池。可调稳压电源、与长度为的电阻丝为一串联电路，工作电流在电阻丝上产生电位差。触点可在电阻丝上任意移动，因此可得到相应改变的电位差。 当合上向上合到处，调节可调工作电源，改变工作电流，改变触点 位置，可使检流计指零，此时与达到补偿状态。则： （1） 式中为单位长度电阻丝的电阻，为电阻丝段的长度，为单位长度电阻丝上的电压，称为校正系数。 保持工作电流不变，即保持电源电压不变，向下合到处，即用代替，再次调节触点的位置，使电路再次达到平衡，此时若电阻丝长度为，则： （2） 即可测出待测电源电动势。 实验内容 （1） 按原理图正确连接电路： 图为测量干电池电动势时的连接图，按原理图把与正确连接。 合上电源总开关，打开电压开关K1，K2拨到中间位置，K3先断开，即串联的保护电阻（降低灵敏度），若使用仪器内设的检流计与标准电势源，转换开关、均向下合，如果要使用外接检流计或外接标准电池，则或应向上合并接入相应外接设备。数字式检流计档位拨到断开，调节数字式检流计调零旋钮使检流计读数为零。 （2） 工作电流标准化： 实验名称：测定金属的电阻率 [实验目的] 1. 练习使用螺旋测微器. 2. 学会用伏安法测量电阻的阻值. 3. 测定金属的电阻率. [实验原理] 由电阻定律lI U d l S R 42πρ==可知，只要测出金属导线的长度l ，横截面积S 和对应导线长度的电压 U 和电流I ，便可以求出制成导线的金属材料的电阻率ρ。长度l 用刻度尺测量.横截面积S 由导线的直径 d 算出，导线的直径d 需要由螺旋测微器（千分尺）来测量，电压U 和电流I 分别用电压表和电流表测出。 [实验器材] 某种金属材料制成的电阻丝，螺旋测微器，毫米刻度尺，电池组，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干. [实验步骤] 1. 用螺旋测微器在接入电路部分的被测金属导线上的三个不同位置各测量一次导线的直径，结果记在表 格内，求出其平均值d 。 2. 按原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。 3. 用刻度尺准确测量接入电路中的金属导线的有效长度l ，结果记入表格内。 4. 用伏安法测金属导线对应长度的电压U 和电流I 。 5. 重复上述实验三次，并将数据记入表格。 6. 拆去实验电路，整理好实验器材. [实验数据记录] [数据处理] 求对应长度的电阻率计算表达式推导：根据金属导线的横截面积22 41)2 (d d S ππ= =和电阻I U R = 得：金属的电阻率m lI U d l S R ?Ω==?=________42πρ [结论]金属的电阻率是__________m ?Ω. [误差分析] [实验要点] 1.本实验中被测金属导线的电阻较小，因此，实验电路必须采用电流表的外接法. 2.测量导线的直径时，应将导线拉直平放在螺旋测微器的测砧上，使螺旋杆的顶部和测砧上的导线成线 接触，而不是点接触；应在不同的部位，不同的方向测量几次，取平均值. 3.测量导线的长度时，应将导线拉直，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两极 并入点间的部分待测导线的长度，长度测量应准确到毫米. 4.用伏安法测电阻时，电流不宜太大，通电时间不宜太长.当我们要测量时才合上开关，测量后即断开开 关. 5.闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻最大的位置. 6.为准确求出R平均值，可采用I-U图象法求电阻. 电位差计的误差分析 电位差计是精密测量应用极广的仪器，可以用来精确测定电动势、电压、电流、电阻等电学量，还可以用于校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电量（如温度、压力、位移等）的电测法中也占有重要地位。电位差计不仅准确度等级高，而且测量结果稳定可靠。它不从被测对象中取用电流，因此测量时不会使被测对象改变原来的数值。电位差计可直接用来精密测量电池电动势及电位差。 箱式电位差计的工作原理图都采用图1所示的线路，包括三个部分： （1）工作电流调节回路，主要由E、Rn、R1、R、K。等组成； （2）校正工作电流回路：主要由Es、RS、K1、K2等组成； （3）待测回路：主要由EX、RX、G、K1、K2组成。 当电位差计达到平衡（实现补偿）时，有 （1） 电位差计虽是一种测量电池电动势及电位差等的精密仪器，但其本身也有一定的误差存在。 1 元件误差 元件误差是指因元件问题而产生的仪器误差。根据（1）式，可得相对误差公式： （2） 因是标准电池，故属量具误差。通常处理量具误差的办法是选用准确 度等级足够高的量具，使该项误差成微小误差而可以忽略不计。“足够高”是指标准电池的电动势的相对变化不超过0.1a%。a为电位差计的准确度等级，0.1是由微小误差分配原则确定的。因此量具的准确度等级应比仪器的准确度等级高一个数量级，这样就能使该项误差忽略不计。这样电位差计的元件误差就为： （3） 若这两部分误差的大小和符号都相同，就可以互相抵消。因此在设计、制造电位差计时，和这两组电阻总是尽量选用时间稳定性和温度稳定性以及误差符 号（正或负）都相同的电阻。在使用电位差计时，应合理选择量限而使全部读数盘都用到。这不仅能保证足够多的有效位数，而且可使上述两部分元件误差得到比较充分的抵消。 一般说，元件误差是电位差计各种误差因素中影响最大的一项，约占总误差的一半。只要使用电阻来调节和的比例，这一项误差就总是存在。电阻元件的准确度、电阻的时间稳定性和温度稳定性限制了电位差计的准确度等级。 2温差电动势产生的误差 不同金属相接触（如焊接点、电键、电刷、接线端钮等）时，将产生接触电位差。当各接触点温度不同时，则产生温差电动势，简称热电势。对于精密电位差计，特别在被测量很小时，热电势的影响不容忽视。此外，因测量回路的热电势直接与被测电动势（或电位差）相串接，其影响最大。为了减小这项误差，在设计、制造电位差计时，应尽量选用彼此接触电位差小的金属元件和导线；在测量回路中应尽量减少焊接点、电键、电刷等；采用较小的工作电流，以减小元件的升温等。在使用时应注意，不要靠近冷源或热源（例如在直射阳光下进行测量）。当要求较高时，要采用恒温措施。 电位差实验报告 篇一：大学物理实验报告----电位差计的使用 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 1 2 3 4 5 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 电位差计校准电流表 3 、电位差计的标准 要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值I O ，必须对电位差计进行校准。方法如图所示。E S 是已知的标准电动势，根据它的大小，取cd 间电阻为R cd ，使R cd =E S /I O ，将开关K 倒向E S ，调节R 使检流计指针无偏转，电路达到补偿，这时I O 满足关系I O = E S /R cd ，由于已知的E S 、R cd 都相当准确，所以I O 就被精确地校准到标准值，要注意测量时R 不可再调，否则工作电流不再等于I O 。 4﹑电流表的校准 校正电流表的电路如图5-20-4所示，图中毫安表为被校准电流表，R 为限流器，s R 为标准电阻，有４个接头，上面两个是电流接头，接电流表，下面两个是电压接头，接电位差计。电位差计可测出s R 上的电压s U ，则流过s R E R a b c d Es Ex K 图5-20-4 电位差计校正电流表电路 中电流的实际值为s s R U I /0= 在毫安表上读出电流指示值I ，与0I 进行比较，其差值0I I I -=?称为电流表指示值的绝对误差。找出所测值中的最大绝对误差m I ?，按式（0-0-1）确定电流表级别。 %100??= 量限 m I a （0-0-1） 电路实物图: 五、实验内容及步骤 1、校准学生式电位差计 使用电位差计之前，先要进行校准，使电流达到规定值。先放好R A 、R B 和R C ，使其电压刻度等于标准电池电动势，取掉检流计上短路线，用所附导线将K 1、K 2、K 3、G 、R 、R b 和电位差计等各相应端钮间按原理线路图进行连接，经反复检查无误后，接入工作电源E ，标准电池E S 和待测电动势E X ，R b 先取电阻箱的最大值，（使用时如果检流计不稳定，可将其值调小，直到检流计稳定为止），合上K 1、K 3，将K 2推向E S （间歇使用），并同时调节R ，使检流计无偏转（指零），为了增加检流计灵敏度，应逐步减少R b ，如此反复开、合K 2 ，确认检流计中无电流流过时，则I O 已达到规定值。 大学物理实验报告 专业班级： 姓名: 学号： 成绩： 实验题目电位差计测定电阻率实验室物理实验室试验时间 实验类别设计环境 成绩指导教师 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0 E 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； 罗定邦中学物理实验报告 年月日班级学号姓名 实验标题：实验七测定金属的电阻率 实验目的： 1、 2、 3、 实验器 材： 实验电路图：实验实物图： 实验原理： 1、用_________________________测一段金属丝导线的长度L ，测 _____次。 2、用_________________________测导线的直径d，测_____次。 S=___________。 3、用_________________________法测导线的电阻R。 4、由___________定律：_________________（写公式）得 ρ=__________=______________。 实验步骤： 1. 用螺旋测微器在接入电路部分的被测金属导线上的三个不同位置各测量一次导线的直径，结果记录在表格内，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S. 2. 按原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路. 3. 用毫米刻度尺测量接入电路中的金属导线的有效长度，反复测量3次，结果记录表格内，求出其平均值l. 4. 用伏安法测金属导线的电阻R。用平均值法或图像法处理获得的电压U、电流I，求电阻R。 5. 将测得的R、l、d，代入电阻率的计算公式ρ=___________中，计算出金属导线的电阻率. 6. 拆去实验电路，整理好实验器材. 实验数据： 表1 表2 数据处理： 金属导线的横截面积 金属的电阻率 误差分析： 1、 _____________________________________________________________________ 2、 _____________________________________________________________________ 3、 ______________________________________________________________________ 实验要点： 1. 本实验中被测金属导线的电阻较小，因此，实验电路必须采用电流表的 _______________法. 2. 测量导线的直径时，应将导线拉直平放在螺旋测微器的测砧上，应在不同的部位，不同的方向测量几次，取平均值. 3. 测量导线的长度时，应将导线拉直，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两极并入点间的部分待测导线的长度，长度测量应准确到毫米. 4. 用伏安法测电阻时，电流不宜太大，通电时间不宜太长.当我们要测量时才合上开关，测量后即断开开关. 5. 闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻最大的位置. 6. 为准确求出R平均值，可采用U-I(或I-U)图象法求电阻. 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 《测量金属丝的电阻率》实验报告 徐闻一中：麦昌壮 一、实验目的 1.学会使用伏安法测量电阻。 2.测定金属导体的电阻率。 3.掌握滑动变阻器的两种使用方法和螺旋测微器的正确读数。 二、实验原理 设金属导线长度为l ，导线直径为d ，电阻率为ρ，则： 由S l ρ R =，得： l R d l RS 42?==πρ。 三、实验器材 已知长度为50cm 的被测金属丝一根，螺旋测微器一把，电压表、电流表各一个，电源一个，开关一个，滑动变阻器一只，导线若干。 四、实验电路 五、实验步骤 1.用螺旋测微器测三次导线的直径d ，取其平均值。 2.按照实验电路连接好电器元件。 3.移动滑动变阻器的滑片，改变电阻值。 4.观察电流表和电压表，记下三组不同的电压U和电流I的值。 5.根据公式计算出电阻率ρ的值。 六、实验数据 d/m U/V I/A R/Ωρ/Ω·m 第一次测量 2.80×10-4 5.00×10-17.8×10-2 6.41 1.97×10-7第二次测量 2.78×10-48.00×10-1 1.18×10-1 6.78 2.06×10-7第三次测量 2.82×10-4 1.00 1.46×10-1 6.84 2.18×10-7 七、实验结果 ρ平均=(1.97+2.06+2.18)÷3×10-7Ω·m=2.07×10-7Ω·m 八、实验结论 金属丝的电阻率是2.07×10-7Ω·m。 九、【注意事项】 1．本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电访必须采用电流表外接法 2．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待洲金属导线的两端 3．测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度．测量时应将导线拉直． 4．闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置 5．在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度正的值不宜过大（电流表用0～0．6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大． 6.求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U／I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图像（U－I图线）的斜率来求出．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑． 十、误差分析 1.测金属丝直径时会出现误差，通过变换不同的位置和角度测量，然后再求平均值方法，达到减小误差的目的； 2.测金属丝长度时出现的误差，一定要注意到测量的是连入电路中的电阻丝的长度； 3.电压表、电流表读数时会出现偶然误差； 4.不论是内接法还是外接法，电压表、电流表内阻对测量结果都会产生影响；本实验中，由于金属丝的电阻不太大，应采用电流表外接法测电阻； 5.电流过大，通电时间过长，会使电阻丝发热导致电阻发生变化，产生误差 实验六 电压补偿及电流补偿实验 电位差计是一种精密测量电位差（电压）的仪器，它的原理是使被测电压和一已知电压相互补偿（即达到平衡），其准确度可高达0．001%。它还常被用以间接测量电流、电阻和校正各种精密电表。在科学研究和工程技术中广泛使用电子电势差计进行自动控制和自动检测。 【实验目的】 1．掌握补偿法测电动势的基本原理。 2．用UJ-31型低电势电位差计校准电流表。 【实验原理】 １．补偿原理： 图6-1中用已知可调的电信号0E 去抵消未知被测电信号x E 。当完全抵消时（检流计G 指零），可知信号0E 的大小就是被测信号x E 的大小，此方法为补偿法，其中可知信号为补偿信号。 ２．电位差计的原理： 图6-2是UJ31 型电位差计的原理简图。UJ-31型电位差计是一种测量直流低电位差的仪器，量程分为17mV （最小分度1μV ，倍率开关K 1旋至×1）和170mV （最小分度10μV ，倍率开关旋到×10）两档。该电路共有3个回路组成：①工作回路②校准回路③测量回路。 (1)校准：为了得到一个已知的“标准”工作电流mA 10I 0＝ 。将开关S 合向“标准”处，N E 为标准电动势1.0186v ，取N R ＝101.86Ω，调节“粗”“中”“细”三个电阻大小使检流计G 指零，显然 mA R E I N N 100== （6-1） (2)测量:将开关S 合向“测量”处，x E 是未知待测电动势。保持mA 10I 0＝，调节x R 使检流计G 指零，则有 x x R I E 0= （6-2） 图6-1 补偿原理 图6-2 电位差计原理图 x R I 0是测量回路中一段电阻上的分压，称为“补偿电压”。 被测电压x E 与补偿电压极性相反、大小相等，因而相互补偿（平衡）。这种测量未知电压的方式叫“补偿法”。 补偿法具有以下优点： ①电位差计是一电阻分压装置，它将被测电压X U 和一标准电动势接近于直接加以并列比较。X U 的值仅取决于电阻比及标准电动势，因而能够达到较高的测量准确度。 ②上述“校准”和“测量”两步骤中，检流计两次均指零，表明测量时既不从标准回路内的标准电动势源（通常用标准电池）中也不从测量回路中吸取电流。因此，不改变被测回路的原有状态及电压等参量，同时可避免测量回路导线电阻，标准电阻的内阻及被测回路等效内阻等对测量准确度的影响，这是补偿法测量准确度较高的另一个原因。 ３．电流表的校准： 所谓校准是使被校电流表与标准电流表同时测量一定的电流，看其指示值与相应的标准值（从标准电表读出）相符的程度。校准的结果得到电表各个刻度的绝对误差。选取其中最大的绝对误差除以量程，即得该电表的标称误差，即 标称误差=100?量程 最大绝对误差% （6-3） 根据标称误差的大小，将电表分为不同的等级，常记为K 。例如,若0.5%<标称误差≤1.0%，则该电表的等级为1.0级。 【实验仪器】 UJ31 型电位差计；毫安表；平衡指示仪（检流计）；直流稳压电源；滑线变阻器；模拟标准电阻；导线；开关等。 【实验步骤】 1．先将检流计“AC5型检流计”电源打开预热15分钟。 2．按照图6-3所示连接好电路。图中E '是“TH-SS3022型数显直流稳压电源”；ACB 是滑线变阻器；R 是电阻箱；0R 是模拟标准电阻；mA 是被校电流表。 如图6-4，电位差计上的“标准”接线柱接“FB204型标准电势”；“检流计”接线柱接“AC5型检流计”；“5.7～6.4”接线柱接“晶体管稳压电源”；“未知1”接线柱接“模拟标准电阻”（注意各接线柱的极性不能接反）。 3．“AC5型检流计”调零。将开关打到“调零”处，调节“调零”旋钮，直到指针指图6-4 UJ31型电位差计面板示意图 标准 检流计 5.7V －6.4V 未知1 未知2 R N ×10 ×1 未知1 未知2 标准 粗 细 短路 ×1mV ×0.1mV ×0.001mV II III I P r 1 r 2 r 3 S j ′ 图6-3 电流表校正电路图 实用标准文案 大学物理实验设计性实验 --电位差计测金属丝电阻 率 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 实验地点： 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E 0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E 0的内阻为r 0； Ex 的内阻为rx 。根据欧姆定律，回路的总电流为： R R r r E E I g x x +++-=00 图1 补偿原理 x 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。 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。为了能够准确读出该电压的读数，使用一个标准电池进行校准。换接开关K 倒向“1”端，接入标准电池E S ，由E S 、限流电阻R 2、检流计G 和RBC 构成的回路称为校准回路。把B 、C 固定在适当的位置（如图中的 图2 电位差计原理图 x直流电位差计测电动势
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