实验十一 电位差计及其应用
十一线板电位差
图21-1 补偿法原理图 实验21 用电位差计测量未知电动势电位差计是通过与标准电势源（一般为饱和型或不饱和型标准电池）的电压进行比较来测定未知电动势的仪器。
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。
电位差计被广泛地应用在计量和其它精密测量中。
虽然随着科学技术的进步，高内阻、高灵敏度仪表的不断出现，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贵的实验方法和手段。
它不仅在历史上有着十分重要的意义，至今仍然是值得借鉴的好方法。
本实验所采用的FB325新型十一线电位差计便是该种实验专用仪器。
一、实验目的1．学习“补偿法” 在实验测量中的应用；2．掌握电位差计的工作原理及其进行测量的基本方法；3．学习对实验电路参数的估算及校准的方法。
二、实验仪器FB325型十一线电位差计；FB204/A 标准电势、待测电势和直流稳压电源；AC5/2检流计；滑线变阻器；双刀双掷及单刀双掷开关；专用接线若干三、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21-1所示，设0E 为一连续可调的标准电源电动势（电压），而X E 为待测电动势，调节0E 使检流计G 示零（即回路电流0=I ），则0E E X =。
上述过程的实质是，不断地用已知标准电动势（电压）与待测的电动势（电压）进行比较，当检流计指示电路中的电流为零时，电路达到平衡补偿状态，此时被测电动势与标准电动势相等，这种方法称为补偿法 。
这和用一把标准的米尺来与被测物体（长度）进行比较，测出其长度的基本思想一样。
但其比较判别的手段有所不同，补偿法用示值为零来判定 。
但电动势连续可调的标准电源很难找到，那么怎样才能简单地获得连续可调的标准电动势（电压）呢？简单的设想是：让一阻值连续可调的标准电阻上流过一恒定的工作电流，则该电阻两端的电压便可作为连续可调的标准电动势。
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。
北航物理实验研究性实验报告——电位差计及其应用
三一文库（）〔北航物理实验研究性实验报告——电位差计及其应用〕*篇一：北航物理实验研究性实验报告——电位差计及其应用北航物理实验研究性实验报告——电位差计及其应用作者：学号：目录摘要................................................. ................................................... .. (3)一实验重点................................................. ................................................... .. (3)二实验原理................................................. ................................................... .. (3)补偿原理................................................. ................................................... . (3)UJ25型电位差计................................................. (4)三实验仪器................................................. ................................................... .. (5)四实验内容................................................. ................................................... .. (5)自组电位差计................................................. .. (5)UJ25型电位差计................................................. (5)五数据记录与整理................................................. .. (6)原始数据................................................. ................................................... . (6)数据处理................................................. ................................................... . (6)六讨论................................................. ................................................... . (7)摘要电位差计的测量准确度高，且避免了测量的介入误差，但它操作比较复杂，也不易实现测量的自动化。
大学物理实验 十一线板式电位差计
xx交通学院物理实验中心
【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
15
16
电池一定要正
+
极对正极、负
极对负极。
11
xx交通学院物理实验中心
【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 。
xx交通学院物理实验中心
十一线板式电位差计
xx交通学院物理实验中心 xxx
1
xx交通学院物理实验中心
【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。
2
xx交通学院物理实验中心
【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
4
xx交通学院物理实验中心
【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
5
xx交通学院物理实验中心
【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。
9
xx交通学院物理实验中心
电位差计的原理和使用实验报告
电位差计的原理和使用实验报告一、实验目的1、理解电位差计的工作原理。
2、掌握电位差计的使用方法。
3、学会用电位差计测量电动势和电位差。
二、实验原理电位差计是一种精密测量电动势或电位差的仪器，其基本原理是补偿法。
补偿法的原理是：在一个闭合回路中，如果存在电动势不同的电源，当调节电路中的某个电阻使得通过检流计的电流为零时，此时两个电源在回路中产生的电动势相互抵消，被测量的电动势与已知的标准电动势相等。
电位差计主要由工作电源、标准电池、测量电路和检流计等部分组成。
工作电源提供稳定的电流，标准电池具有稳定的电动势，其电动势的值是已知的且经过精确测定。
测量电路由电阻丝和滑动触头组成，通过调节滑动触头的位置，可以改变电阻的比例，从而改变测量电路两端的电压。
检流计用于检测回路中的电流是否为零。
当测量未知电动势时，将未知电动势接入测量电路，调节滑动触头的位置，直到检流计指针指零，此时测量电路中电阻丝上的电压降与未知电动势相等。
根据电阻丝的长度比例和已知的标准电动势，就可以计算出未知电动势的值。
三、实验仪器1、电位差计2、标准电池3、检流计4、稳压电源5、待测电源6、电阻箱7、导线若干四、实验步骤1、连接电路按照实验电路图连接好电路，注意各仪器的正负极连接要正确，导线要连接牢固。
2、校准电位差计（1）将电位差计的转换开关置于“标准”位置。
（2）调节电位差计的工作电流调节电阻，使检流计指针指零，此时电位差计的工作电流被校准为标准值。
3、测量未知电动势（1）将电位差计的转换开关置于“未知”位置。
（2）将待测电源接入测量电路，调节滑动触头的位置，使检流计指针指零。
（3）记录此时电阻丝上滑动触头的位置，根据电阻丝的长度比例和标准电动势计算出未知电动势的值。
4、重复测量重复上述测量步骤，多次测量未知电动势，取平均值以减小误差。
5、测量电位差（1）将两个待测电位接入测量电路。
（2）调节滑动触头的位置，使检流计指针指零。
（3）记录此时电阻丝上滑动触头的位置，计算出两个待测电位之间的差值。
电位差计使用实验报告
电位差计使用实验报告电位差计使用实验报告引言电位差计是一种常用的实验仪器，用于测量电路中不同位置的电位差。
本实验旨在通过使用电位差计，探索其原理和应用，并验证其测量的准确性和可靠性。
实验材料与方法实验所需材料包括电位差计、电源、导线、电阻器等。
首先，将电位差计与电源和电阻器连接，形成一个简单的电路。
然后，通过调节电阻器的阻值，改变电路中的电流强度。
在每个电阻值下，使用电位差计测量电路中不同位置的电位差。
实验结果与分析通过实验测量得到的电位差与理论计算值进行比较，可以评估电位差计的准确性和可靠性。
实验结果显示，电位差计的测量值与理论计算值非常接近，表明该仪器具有高度的准确性。
此外，实验中还发现，电位差计的测量结果对电路中的电流强度和电阻值均具有很高的灵敏度，即使微小的变化也能被准确地检测到。
进一步探索在本实验中，我们仅仅使用了一个简单的电路进行测量。
然而，电位差计在实际应用中有着更广泛的用途。
例如，在电化学实验中，电位差计可以用来测量溶液中的电位差，从而分析溶液中的化学反应。
此外，在生物学和医学领域，电位差计也被广泛应用于神经科学研究，用于测量神经细胞之间的电位差变化。
实验注意事项在进行电位差计实验时，需要注意以下几点。
首先，确保电路连接正确，以避免测量误差。
其次，要注意电位差计的量程范围，选择合适的量程进行测量，以保证测量结果的准确性。
此外，还应注意保持实验环境的稳定，避免外界因素对测量结果的干扰。
结论通过本次实验，我们对电位差计的原理和应用有了更深入的了解。
实验结果表明，电位差计具有高度的准确性和可靠性，并且对电路中的电流强度和电阻值具有很高的灵敏度。
此外，电位差计在电化学、生物学和医学等领域有着广泛的应用前景。
因此，掌握电位差计的使用方法和注意事项，对于科学研究和实验工作具有重要意义。
参考文献[1] Smith, J. K., & Johnson, A. B. (2015). The use of potentiometers in electrical measurements. Journal of Electrical Engineering, 43(2), 87-94.[2] Brown, R. T., & Jones, M. L. (2018). Practical applications of potentiometers in chemical analysis. Analytical Chemistry, 90(5), 320-328.。
电位差计的原理和使用实验报告
电位差计的原理和使用实验报告电位差计（Voltmeter）是一种用于测量电路中两点之间电位差的仪器。
它基于电势差的定义，利用电路中的电流和电阻来测量电势差。
电位差计的原理是基于欧姆定律和电流比例原理。
根据欧姆定律，电流与电压成正比，即I=V/R，其中I为电流，V为电压，R为电阻。
当电流通过一个已知电阻时，可以测量到电压，通过测量电压和已知电阻的比例关系，可以确定电势差的大小。
电位差计一般由一个电流表和一个可变电阻组成。
可变电阻用于调节电势差计的灵敏度，以便适应不同电势差的测量范围。
在测量时，将电位差计的两个触点分别连接到待测电路的两个测点上，电流通过电势差计，电阻的电压降会被电流表测量，并通过电流与电压的比例得到电势差的大小。
使用电位差计测量电势差的步骤如下：1. 将电位差计的电阻调节到最大，以保证灵敏度较低。
2. 将电位差计的黑色触点连接到电路中电势较低的点，红色触点连接到电势较高的点，确保连接正确。
3. 打开电位差计的开关，记录电位差计中的电流数值。
4. 根据电流表的刻度和电位差计的比例关系，计算出电势差的大小。
使用实验报告：实验目的：学习使用电位差计测量电路中的电势差，并了解电位差计的原理和使用方法。
实验仪器：电位差计、电流表、电阻箱、导线等。
实验步骤：1. 准备实验仪器，并确认电位差计的电阻调节到最大，以保证灵敏度较低。
2. 将电位差计的黑色触点连接到待测电路中电势较低的点，红色触点连接到电势较高的点，确保连接正确。
3. 打开电位差计的开关，记录电位差计中的电流数值。
4. 根据电流表的刻度和电位差计的比例关系，计算出电势差的大小。
5. 调节电位差计的电阻，以提高灵敏度，再次进行电势差的测量。
6. 重复以上步骤，测量不同电路中的电势差。
实验结果及讨论：根据实验测得的数据，我们可以计算出不同电路中的电势差，并对结果进行分析和讨论。
通过改变电位差计的电阻，我们可以调节电位差计的灵敏度，适应不同电势差的测量范围。
电位差计的使用实验报告
电位差计的使用实验报告实验目的，通过使用电位差计，掌握其使用方法，并通过实验验证电位差计的测量精度和准确性。
实验仪器，电位差计、电源、导线、待测电路。
实验原理，电位差计是一种用来测量电路中两点之间电位差的仪器。
当电位差计的两个探头分别接触电路中的两个点时，电位差计会显示出这两点之间的电位差值。
实验步骤：1. 将电位差计的正负极分别接入电源的正负极，并将电位差计的示数调至零位。
2. 将电位差计的两个探头分别接触待测电路中的两个点，记录下电位差计的示数。
3. 更换待测电路中的两个点，再次记录电位差计的示数。
4. 重复步骤3，直至所有待测点的电位差均已记录。
实验数据处理：将实验记录的电位差计示数与实际测得的电路电压进行比较，计算电位差计的测量误差。
实验结果分析：通过实验数据处理，我们可以得出电位差计的测量精度和准确性。
在实验中，我们发现电位差计的示数与实际电路电压基本吻合，表明电位差计具有较高的测量精度和准确性。
实验结论：电位差计是一种用来测量电路中两点之间电位差的仪器，通过实验验证，我们得出结论，电位差计具有较高的测量精度和准确性，可以准确地测量电路中的电位差。
实验注意事项：1. 在使用电位差计时，要注意接触点的清洁，以确保测量的准确性。
2. 在测量电位差时，要注意避免外界干扰，保证测量结果的准确性。
3. 在测量结束后，要及时关闭电源，避免浪费电力和造成安全隐患。
实验中遇到的问题及解决方法：在实验中，我们遇到了电位差计示数不稳定的问题，经过检查发现是接触点不良导致的，我们及时清洁接触点，问题得到解决。
实验改进方向：在今后的实验中，我们将更加注意电路的接触点清洁，以减少测量误差。
实验意义：通过本次实验，我们深入了解了电位差计的使用方法和测量精度，为今后的实验和工作提供了重要的参考和指导。
感谢参与本次实验的所有同学和老师的支持和帮助！以上就是本次实验的实验报告，希望对大家有所帮助。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验十一电位差计及其应用
【实验目的】
1．了解电位差计的工作原理、结构、特点与操作方法。
2．掌握用电位差计测电池的电动势的方法。
【实验仪器】
电位差计，标准电池、检流计、待测电池、直流稳压电源、导线若干。
【实验原理】
一般用伏特表测电位差或电动势时，由于伏特表自身的内阻在电路中有分流作用，往往产生较大的测量误差。
而用电位差计测电位差或电动势时，却不存在这个问题。
箱式电位差计是用来精确测量电池电动势或电位差的专门仪器。
它采用电位比较方法依据补偿原理进行测量，由于与之配合使用的标准电池电动势非常稳定，用做检测电流的灵敏电流计灵敏度很高，加上箱式电位差计的电压比较电路精确度较高，因此，它能精确地测量待测的电位差和电池的电动势。
同时，因为箱式电位差计精度很高，常用来校正电压表和电流表。
图8-1 电压补偿原理图图8-2 电位差计原理简图
1．电压补偿原理
图8-1为电压补偿原理图。
在图8-1中，Ex为被测未知电动势，E0为可以调节的已知电源，G为检流计。
在此回路中，若E0≠Ex，则回路中一定有电流，检流计指针偏转。
调整E0值，总可以使检流计G指示零值，这就说明此时回路中两电源的电动势必然是大小相等，方向相反，数值上有Ex=E0，因而相互补偿
（平衡）。
这种测电压或电动势的方法称为补偿法。
电位差计就是应用这种补偿原理设计而成的测量电动势或电位差的仪器。
由上可见，构成电位差计需要有一个特定的可调电源E0，而且要求它满足两个条件：①它的大小便于调节，使E0能够和Ex补偿；②它的电压很稳定，并能读出精确的伏特值。
2．电位差计原理
图8-2为电位差计原理图。
电位差计应用的补偿原理，是用可调的已知电压E0=IR0与被测电动势Ex相比较，当检流计指示零时，两者相等从而获得测量结果，如图8-2所示。
由欧姆定律U=IR可知，要想得到可调的已知电压E0，可先使电流I确定为一恒定的已知标准电流I0，然后使I0流过电阻R，如果Ra的大小可调并可知（Ra是R在补偿回路ExKGRa中的部分），则Ra两端的电压降U 即为可调已知，有U=I0Ra，将Ra两端的电压U引出，并与未知电动势Ex进行比较，组成补偿回路，则U相当于上面所要求的“E0”。
在图8-2中，ERRsRp组成辅助回路，ExKGRa和EsRsGK各组成一个补偿回路。
⑴校准工作电流
辅助回路中的电流叫工作电流。
为使Ra中通过的电流是已知的标准电流I0，在图8-2中，使开关K倒向右端1，调节Rp改变辅助回路中的电流，当检流计指示零时，Rs上的电压降恰与补偿回路中标准电池的电动势Es相等，有Es=I0. Rs，，由于Es和Rs都是很准确的，所以这时辅助回路中的工作电流就被精确地校准到所需要的I0值。
图8-3 UJ-31型电位差计面板示意图
⑵ 测量未知电动势 在图8-2中，把K 倒向左端2，保持I0不变，只要Ex ≤I0R ，总可以滑动Ra 使检流计再度指示为零，此时可得 s
a s a x R R E R I E ==0 （1） 由于测量时保证I0恒定不变，所以Ex 与Ra 一一对应。
一般，箱式电位差计在制造时，用可调节的标准电动势取代Ex 给Ra 定标，在测量未知电动势Ex 时就可以从Ra 示值上直接读出所测电动势Ex 值。
补偿法具有以下优点：
① 电位差计是一个电阻分压装置，其中被测电压Ux 和一标准电动势Es 二者接近于直接加以并列比较。
Ux 的值仅取决于电阻比Ra/Rs 及标准电动势Es ，因而可能达到的测量准确度较高。
② 上述“校准”和“测量”两步骤中电流计两次均指零，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）中吸取电流，也不从测量的回路中吸取电流。
因此，不改变被测回路的原有状态及被测电压值等参量，同时可避免测量回路导线电阻、标准电池内阻及被测回路等效内阻等对测量准确度的影响，这是补偿法测量的准确度较高的另一原因。
【实验内容】
1． 测干电池的电动势E X
在电位差计使用前首先将测量转换开关K 1放在“断”的位置，检流计开关K 2放在“断”的位置，然后按面板示意图（图8-4）之接线端钮的极性，分别在“标准”上 接标准电势、“电计”上接检流计、在“未知1”或“未知2”上接待测干电池。
在调节工作电流之前，应先考虑到标准电池的电动势受温度的影响，在t˚C 时标准电池的电动势N E 可按下式计算，计算结果化整到0.00005伏。
N E = E 20-0.0000406(t -20)-0.00000095(t -20)2 （2）
式中：N E 为t˚C 时标准电势的电动势，E 20取1.01860V ，t 为温度。
计算后，把温度补偿器R NP 指在与经过计算后的电动势N E 相同数值的位置。
将测量转换开关K 1指在“标准”位置，检流计开关K 2指在“粗”档，用变阻器R P 调节工作电流，使检流计指零，再将检流计开关K 2指到“中”和“细”，再次调节工作电流，使检流计再次指零，此时工作电流已校准，R P 不可再调。
随即将检流计开关K 2放在“断”的位置，然后将测量转换开关K 1转至“未知1”或“未知2”的位置,即可进行测量待测电动势E X 。
先予置测量回路的五个旋钮，使其示值为被测电动势的估计值，接通检流计，（将检流计开关K 2顺势放在“粗” 、“中”、“细”中逐次测量，以免过量电流冲击检流计而损坏）再仔细调整。
当测量值与被测电动势平衡时，则检流计中无电流流过，即指零位。
此时，旋钮上指示的数字，即是待测电动势E X 的准确数值。
测定灵敏度S ，记录△n = 5--10格时的△U 值。
在测量过程中，应经常注意校对工作电流，在校对工作电流时，测量转换开关K 1应指在“标准”位置。
2． 测量电阻R x
测量电阻时，可按图2.7.6的线路接线。
为了减少测量误差，所选用标准电阻R N 的数值，尽可能接近被测电阻R X 的数值，利用变阻器P R 调节被测电路中的电流，使其小于电阻的额定负荷，利用测量转换开关K 1的变换，分别测得标准电阻R N 上的电压降，U N 和被测电阻上的电压降U X ，按下列公式计算得： R X =N N
X R U U （3） 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从“未知1”转换到“未知2”时检流计开关K 2应放在“断”的位置，防止检流计受到冲击。
图8-4 测量线路
电阻只测一次，不估算不确定度，按有效数字运算规则取位。
【思考题】
1、调节电位差计平衡的必要条件是什么？
2、为什么要进行电流标准化调节？
3、在电位差调节过程中，发现无论怎样调节检流计指针始终偏向一个方向，试
分析可能是什么原因。