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
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-电位差计测电阻率
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。
大学物理实验 十一线板式电位差计
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【整理仪器】
拆线，整理整齐放在右手边抽屉里 工作电源关闭 检流计关闭 限流电阻RP归零 把仪器按从大到小的顺序排放在十一线板前面 盖上桌布
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电池一定要正
+
极对正极、负
极对负极。
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【实验内容】
2.定标：E固定10V左右，闭合K1, K2倒向ES， 固 定AD点的位置（2.000m——6.0000m），调节 RP （逐渐靠近法调节电阻）， 使IG=0。记录E、 Rp、LAD。 3、测量EX：E、Rp 保持不变，改变AD点到新的位置 （先粗调找范围再细调），使IG=0。记录 LAD 。
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十一线板式电位差计
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【实验目的】 1.掌握电位差计的补偿原理 2.学会用十一线板式电位差计测量电
池的电动势。
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【实验原理】
1．提出问题
高中：用电压表测量电池的电动势Ex，测出的电 压值为
U Ex I r
电路。
问题：怎样才能得到可调电动势的电源E0？---电位差计
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【实验原理】
3．电位差计测量电动势
电位差计共有三个回路： 上半部分为工作电流回路 （Ｅ－ RMN－Ｒp－Ｅ）
工作电流回路
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【实验原理】
E0的获得
插头A：整米改变
LMN=11m
1m
触头D：毫米改变
这就是电位差计测电动势的工作原理。
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实验十二 用电位差计测量电动势
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
《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。
实验7.电位差计的原理和使用
班别
姓名 学号
大学物理Ⅱ 电位差计的原理和使用 实验地点
用电压表粗测待测电动势的电池端电压，合上 Kp，调节 Ep 或 Rp,使得电阻丝 AB
之间的电压略大于 E，和 Ex. 开关 K 投向“1” ，保护电阻 R 先调到最大，然后，一方面逐渐 减少保护电阻（直至减到零） ，另一方面适当地反复调节 M、N 的位置，使电流计指针指零， 并记下 MN 段的长度。
2
四、实验数据整理与归纳 Es=1.0186V 温度：室温 Ex 标=0.6V Ex（测）=（Lx/Ls）×Es Ex 平均=（0.603+0.602+0.603+0.601+0.600）/5=0.6018（V） △Ex=Ex 平均-Ex 标=0.6018-0.6=0.0018（V） 五、实验结果分析 1、实验数据误差不大。误差的主要来源应该是 Lx 和 Ls 的长度测量误差。 2、误差还可能是由于电阻丝的不均匀或温度的改变 六、实验心得 1.要正确连接电路，对于电路，要加以适当的保护，以免烧坏电表。 2.要选择适当的滑动变阻器和灵敏电流计 G，这样才能获得多组数据。
度 Lx。
(3)
值） ，合上 Kx，再调节 M、N 的位置使得 G 指零，记下 MN 的长度 （cm） Ex（V） 564.5 334 0.603
2 618.8 336 0.602
3 637 376.8 0.603
4 720.3 425.6 0.601
5 875.1 515.7 0.600
(2)
Kx 断开，K 投向 2，调节 M、N 的位置使得灵敏电流计 G 指零，并记下 MN 的长 Ro 取一定值（最好选 Ro 接近 Ex 的内阻的 r 值，可先粗侧一次 r 值后再选定 Ro 记录室温，对标准电池电动势进行修正，分别求出待测电池的电动势 Ex 及其内阻 r 稍改变 Rp 阻值，重复测量 Ex 和 r 共测 5 次，求出平均值及误差。
大学物理实验(上)：用电位差计测电池电动势
（2）校准电位差计
将A盘转到1.0，B盘转到 0.0186处。合上K1，打开K3， 将K2倒向E0方向。调节Rp并 用跃接法通断按键K4使G的 指针基本为零。
合上K3，细调Rp，使G中电流确切为零。
（3）测量EX
保持Rp不变。将K2倒向待测电池Ex一侧，
断开K3，将B盘转到0 ，旋转A盘找到按下K4时 使G的指针左右偏转的相邻档位并将A盘读数 定在较小档位。调整B盘读数使G基本指零， 再合上K3，细调B盘读数使G指针确切为零。记 录下此时A、B盘读数。
用电位差计测电池电动势
一、基本原理
测量电池的电动势Ex时，通常不能直接用电压 表。若将电压表直接并联在待测电源两端，则只能
测得电池的端电压
U Ex Ir
Ex
I
r
V
只有当I＝0时，电池两端 的电压才等于电动势Ex。 这就需要用补偿法。
电位差计是用比较法测量电位差的仪器。
工作电源E
a d
G
标准电池 E0
选定C的插孔位置并移动D，使得LCD＝5.0930m。 闭合K1，将K2倒向标准电池E0一侧，断开K3，通过调 节Rp（用跃接法按D键），使G的指针基本指零；此为 粗调。
合上K3，再细调Rp，使G确切指零。校准完成。 注意：此后Rp的值不可变动，即保持I0恒定。
（3）测量待测电池的电动势Ex
将K2倒向待测电池Ex一侧，断开K3，利用插 头C端找出使G指针左右偏转的2个相邻插孔，估 计出Ex的大小。
图中电阻ab为电位差计
内部的已知标准电阻，只要
工作电源的电动势E大于标
b
准电池的电动势E0，滑动d 点就可以找到使得检流计G
无电流的平衡点，此时ad段
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Rn A
E
K1
C
D
B
Ex
R
K2
G
Es
K3
三、标准电池
标准电池的电动势是温度的函数 Es (t ) Es (20) 39.94 106 (t 20)
0.929 106 (t 20)2 0.009 106 (t 20)3
公式中，Es(20)=1.01866V是20℃时的标准电 动势，t是温度，以℃为单位。
四、确定测量误差
由于检流计灵敏度的限制以及在米尺上测量电 阻丝的长度存在测量误差，因此电动势的测量 结果也存在误差。
确定测量误差的方法：在检流计平衡后，改变 电阻丝的长度，使检流计指针向左偏转一小格，
记录长度 ，再L向 右偏转一小格，记录长度 ，
可L以证明，最大测量误差为
Ex A L L
五、测量电池内阻r
④测量待测电动势。断开K3，K2倒向Ex侧， 调节电阻丝长度（注意不是调节Rn），使检流
计指零，再闭合K3细调，记录电阻丝长度Lx。
2、确定测量误差ΔEx 3、测量内阻r
（并联的电阻箱取R=500Ω）
Rn
E
K1
A
B
L1 L2
G
Ex
R K2
在Ex两端并联一电阻R，断开和接通开关K2时 测量的电阻丝长度分别为L1和L2，则
r
R
L1 L2 L2
六、实验内容及要求
分别取A=0.2000V/m和A=0.3000V/m完 成如下实验内容：
1、测量电池电动势Ex ①准备工作。调节电源电压U=6V，R取 500Ω，检流计取1mA档并调零； ②断电的情况下连接电路（所有开关均断开!) ③调节工作电流。记录室温，计算Ls，将电阻 丝的长度准确置于Ls处，闭合K1，K2倒向Es侧 （注意顺序），调节Rn，使检流计指零，再闭 合K3，细调使检流计指零。
Rn
E
K1
AI
R
B
C C'
D' D
G
Es K3
G
Ex K2
闭合开关K1后，回路中有工作电流I，在K2和 K3 分别闭合时，让工作电流得到补偿，测出CD和
C‘D’的长度Lx，Ls，则可计算出Ex：
Ex
Es
Lx Ls
ALx二、十一线电位差计10 A8 46
C
2
0
十一线电位差计
9
7
5
D
31 B
d
电阻丝AB长十一米，往复绕在11个插孔0、1、… 10上，每两孔之间相距一米,余下的一米拉在0与B 间。插头C可选0-10中任意插孔，以米为单位改变 电阻丝长度，滑动端D可在0-B端连续改变位置， 以调节一米以下电阻丝的长度。