电位差计大学物理实验
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。
大物实验之电位差计实验
黄建敏老师
hjm138@
一、基本原理
电位差计是用比较法测量电位差的仪器。 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 E x 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。
+
+ + +
+
工作电源E
a
d
b
标准电池E 0
G
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段的电位即为E0。 该过程称为“校准”。
设ad段电阻为r1,则有:
E0 I r1
将标准电池换为待测电池Ex,保持电流I不变, 重新移动d点到d’,使G仍为零,设此时ad’段的电 阻为r2,则有: Ex I r2
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。
思考: 1、如何用电位差计测量某给定电路两端的电位 差? 2、如何用电位差计测出电池内阻? 3、标准电池能否作为一般电源用于电路中? 为什么?
结束
1、 先 接工作回路;
电位差实验报告
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。
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。
大学物理实验电位差计
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。
《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。
电位差计的使用实验报告
电位差计的使用实验报告实验名称:电位差计的使用实验实验目的:学习电位差计的使用方法,掌握测量电势差的基本技能。
实验原理:电势差是指两个电势不同的点之间的电势差异。
电位差计是测量电势差的仪器之一,其原理是利用电荷在电势差作用下的受力运动。
由于电势差和电场强度之间的关系为E=ΔU/d,因此在测量电势差时可以用电位差计来检测两个点之间的电场强度,并由此计算出电势差。
实验仪器:电位差计、导线、电池、电阻器、万用表、扁平电容器、直尺、卡尺、实验室仪器箱。
实验步骤:1. 将电势差计的两个电极连接到被测电路的两端,注意正负极的连接。
2. 开启电势差计的电源开关,调节滑动变阻器上的电位差计游标。
3. 用导线连接电势差计的负电极和电路的接地点。
4. 将扁平电容器放置在被测电路中,然后将电位差计连接到扁平电容器的电路上。
根据电容器的电容值和电势差计的指示值,计算电势差。
5. 测量多组数据,并根据测得的数据作出电势差与电流的图像。
实验结果:通过多组电势差计测量数据,我们得到了不同电流下的电势差值。
通过计算和比较这些值,我们得出了这些电势差值与电流之间的关系,并绘制出了相应的图像。
通过分析实验数据,我们得出了以下结论:1. 电势差与电流成正比关系。
2. 电势差与电路中电阻、电容等负载电器有关。
3. 电势差计的使用可以用于测量不同电路的电势差值,从而判断电路中是否存在故障。
实验总结:本实验通过对电势差计的使用和测量数据的分析,让我们加深了对电势差和电场强度以及电流之间的关系理解,提高了我们测量电路电势差的技能和能力。
同时,我们还发现电动势源、电缆和电接头等对电势差的影响,这些知识不仅有助于我们更好地了解电路的工作原理,还有助于我们在实际工作中更好地排除故障,提高工作效率。
电位差计实验报告
课程名称:大学物理实验(一)实验名称:电位差计二、实验原理1.平衡补偿原理:图1 平衡补偿示意图如上图所示,设E x是待测电动势或未知电压,E s是电压可调的电源,电表G是高灵敏度的检流计,E x和E s通过检流计并联在一起。
接通电路后调节E s的大小,当E x=E s时,检流计将不偏转,即电路中没有电流,两个电源的电动势大小相等,称为“补偿”,若已知补偿状态下E s的大小,就可以确定E x。
2.电位差计原理图2 电位差计工作原理图图3 电位差计1)机械调零。
2)校准工作电流10mA。
K2接到“标准”,调节工作电流,使检流计无电流通过。
此时:U AB=E N,I F=E N / R N=10.0000mA。
3)测量标准电阻上面的电压。
K2接到“未知”,调节“补偿电压调节”,使检流计无电流通过,E X = U BC = IF R BC 。
4)算标准电阻上电流,用来测试电流表的精度。
3.电位差计接线图:图4 实验接线图4.测试电流表的精度:电位差计校准后相当于伏特表,测量出标准电阻的电压后,配合标准电阻的电阻值测出电流,与电流表示数比较,从而测试电流表的精度。
三、实验仪器1.一个UJ33a型电位差计图1 UJ33a型电位差计使用方法:a)接线:先确认电位差计的“K2”处于断开状态(垂直向上),然后将待测电压或电动势高的高电位接到电位差计“未知”端的“+”接线柱,低电位接到“-”接线柱。
b)开机:将“K3”选择到“输出”端,然后开启电位差计电源,电源开启后再将“K3”选择到“测量”端。
c)选择倍率:将“K1”从断的位置旋到所需的倍率(不同的倍率对应不同的量程)。
d)调零:用“调零”旋钮,令检流计回零。
e)校准工作电流:将“K2”扳到“标准”端,调节“工作电流调节”旋钮,令检流计回零,校准工作电流的步骤就完成了。
f)测量:电位差计的灵敏度很高,为了保护检流计,必须估算或用万用表粗测未知电动势或电压的大小,然后调节测量读数盘(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)到相应位置,确认输出和接入的电压相差不大,然后将“K2”扳到“未知”端,调节测量读数盘Ⅲ,令检流计回零,读出测量值(如果需要调节读数盘Ⅲ、Ⅲ,必须将“K2”断开防止损坏电位差计)。
电位差计的使用实验报告
一、实验目的1. 了解电位差计的结构和工作原理。
2. 掌握电位差计的使用方法,包括校准和测量。
3. 学习电位差计在测量电压中的应用,提高实验技能。
二、实验原理电位差计是一种精密的电压测量仪器,其工作原理基于补偿法。
当待测电压与标准电压通过检流计并联时,调节标准电压的大小,使检流计指针指向零位,此时待测电压与标准电压相等,即达到了补偿状态。
三、实验仪器1. 电位差计(UJ33a型)2. 检流计3. 标准电池4. 待测电池5. 稳压电源6. 开关7. 连接线四、实验步骤1. 校准电位差计- 将电位差计、检流计、标准电池和稳压电源连接好。
- 调节稳压电源输出电压,使电位差计工作电路中的电流达到额定值(本实验为10.0000mA)。
- 旋动调零旋钮,使检流计指针指向零位。
- 将K2键扳向“标准”位置,调节工作电流调节旋钮,使检流计指针再次指向零位。
2. 测量待测电压- 将待测电池接入电路,并将K2键扳向“未知”位置。
- 调节补偿电压的三个盘或旋钮,使检流计指针指向零位。
- 松开K2键,读取电位差计上的读数,即为待测电压。
3. 记录数据- 记录实验数据,包括待测电压、标准电压、检流计指针偏转角度等。
五、实验结果与分析1. 实验数据- 待测电压:1.5V- 标准电压:1.486V- 检流计指针偏转角度:0.2°2. 结果分析- 通过实验数据可以看出,电位差计的测量结果具有较高的精度。
- 在实验过程中,需要注意以下几点:- 调节工作电流时,应缓慢进行,以免造成误差。
- 调节补偿电压时,应先大致估计待测电压的大小,以免调节范围过大。
- 实验过程中,应保持电路稳定,避免外界干扰。
六、实验总结通过本次实验,我们了解了电位差计的结构和工作原理,掌握了电位差计的使用方法,并学会了如何使用电位差计测量电压。
实验结果表明,电位差计是一种精密的电压测量仪器,具有较高的测量精度。
在今后的实验中,我们将继续学习和应用电位差计,提高实验技能。
电位差计的实验报告
电位差计的实验报告电位差计的实验报告引言:电位差计是一种用于测量电势差的仪器,广泛应用于物理、化学、生物等领域的实验中。
本实验旨在通过使用电位差计,测量不同电路中的电势差,并探究其与电流、电阻之间的关系。
实验材料与方法:1. 实验仪器:电位差计、电源、导线、电阻箱、电池等。
2. 实验步骤:a. 将电位差计与电源、电阻箱、电池等连接,组成电路。
b. 调节电源的电压,使其保持恒定。
c. 调节电阻箱的电阻,记录下不同电路中的电位差值。
d. 根据记录的数据,分析电位差与电流、电阻之间的关系。
实验结果与讨论:通过实验测量得到的数据,我们可以得出以下结论:1. 电位差与电流之间的关系:我们在实验中发现,当电流增大时,电位差也随之增大。
这表明,在电路中,电流通过导线时会产生一定的电势差。
这与欧姆定律的预期结果相符。
2. 电位差与电阻之间的关系:实验结果显示,电位差与电阻成正比。
当电阻增大时,电位差也随之增大。
这是因为电阻的增加会导致电流减小,从而在电路中形成更大的电势差。
进一步讨论:除了电流和电阻,还有其他因素可能会影响电位差的测量结果。
例如,电源的电压稳定性、导线的材质和长度等都可能对电位差的测量结果产生影响。
在实验中,我们需要尽量控制这些因素,以确保测量结果的准确性。
实验的局限性:本实验中使用的电位差计是一种较为简单的仪器,其精度可能有限。
在实际应用中,更高精度的电位差计可能会被使用,以获得更准确的测量结果。
此外,实验中使用的电路也较为简单,未考虑复杂电路中的其他因素,如电感、电容等。
结论:通过本实验,我们通过使用电位差计测量了不同电路中的电位差,并探究了电位差与电流、电阻之间的关系。
实验结果表明,电位差与电流成正比,与电阻成正比。
这些结果与欧姆定律的预期结果相符。
然而,实验结果可能受到其他因素的影响,需要进一步研究和探究。
总结:电位差计是一种常用的测量电势差的仪器,在科学研究和实验中起着重要作用。
通过本实验,我们对电位差与电流、电阻之间的关系有了更深入的了解。
大学电位差的实验报告
一、实验目的1. 了解电位差计的结构和工作原理,掌握电位差计的使用方法。
2. 通过实验,验证电源电动势与端电压的关系。
3. 熟悉指针式检流计的使用方法,提高实验操作技能。
二、实验原理1. 电源的电动势(E)是指电源内部没有净电流通过时两极间的电压。
当直接用电压表测量电源电动势时,测量结果为端电压(U),而不是电动势。
因为电压表并联到电源两端时,会有电流I通过电源内部,由于电源有内阻r0,存在电位降Ir0,因此电压表的指示值只是电源的端电压(UE-Ir0)的大小,它小于电动势。
2. 为了准确测量电源的电动势,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。
3. 电位差计采用补偿法(比较法)测量电压。
测量时,将待测电动势的电源Ex与一已知电动势的电源EO端对端、-端对-端地联成一回路,在电路中串联检流计G。
若两电源电动势不相等,即Ex ≠ EO,回路中必有电流,检流计指针偏转;如果电动势EO可调并已知,那么改变EO的大小,使电路满足EX = EO,则回路中没有电流,检流计指示为零,这时待测电动势EX得到已知电动势EO的完全补偿。
三、实验仪器1. 11线板式电位差计2. 检流计3. 标准电池4. 待测电池5. 稳压电源6. 单刀双掷开关7. 保护电路组四、实验步骤1. 将标准电池、待测电池、稳压电源、单刀双掷开关、保护电路组依次连接成闭合回路。
2. 将电位差计的倍率开关K1置于“1”位置,开关K3置于“测量”位置。
3. 接通电源,旋动调零旋钮使检流计指零。
4. 将K2键扳向“标准”位置,旋动工作电流调节旋钮,使检流计指针指零,此时工作电流达到额定值10.0000mA。
5. 将K2键扳向“未知”位置,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。
6. 调节读数盘(一般调最右边的大盘即可),使检流计指针返零。
7. 松开K2键,读取电位差计的示数,即为待测电动势的值。
8. 关闭电源,断开电路。
电位差计(大学物理)
用电位差计测量电动势(或电压),是将未知电动势(或电压)与电位差计上的已知电压相比较。
它不像电压表那样要从待测线路中分流,因而不干扰待测电路,测量结果仅依赖准确度极高的标准电池和高灵敏检流计。
所以,电位差计测量电压的精度较高。
它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,还可以用来校准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、学习用电位差计测电源电动势。
3、学习用电位差计测电源内阻(选作)实验原理:电压表接至电池两端,如图1所示时,电压表显示的是电池的端电压,不是电池的电动势。
其原因在于电池内阻不为零,流经电压表的电流在电池内部产生了内压降。
只有当电池内部没有电流时,电池两端的电压才等于电动势。
但是,无电流通过电池时,电压表示值为零。
因此,从原理上讲不可能用电压表测量电池的电动势。
电位差计的补偿原理电位差计是一种利用补偿原理测量电动势或电位差的仪器,其基本原理可用图2所示电路说明。
Ex是待测电动势的电源,E0是可输出电压的电源。
调节E0使检流计指针示零,此时电路中两个电源的电动势必然大小相等,这说明待测电池的电动势Ex已经被可调电源E0的输出电压所“补偿”。
若已知E0,则可测得Ex。
实际应用中E0来自某个经校准的电压,其大小用分压方式调节。
图1图2线式电位差计测量电池电动势的原理如图3所示,由工作电源E,滑线变阻器Rp、工作电源控制开关K1及一均匀电阻丝AB 组成工作回路。
其中Rp用于调节AB上电压降的大小;由标准电池Es、检流计G、开关K2及C’D’段电阻丝组成工作电流校准回路;由待测电池Ex、检流计G、开关K3及CD段电阻丝组成工作电流测量回路;校准回路与测量回路都属于补偿回路。
电位差计的使用包括校准与测量两大步骤。
利用某个电压标准(标准电池),通过改变Rp 确定工作电流的过程称为校准。
实验四电位差计的使用
实验四 电位差计的使用电位差计又名电位计,是精密测量电位差的重要仪器。
由于它相当于一个内阻无限大的伏特表,因此,可以用来测量电池电动势,还可以间接用来测量电流、电阻和校正各种精密仪表。
实验目的1.熟悉电位差计的工作原理。
2.学会用电位差计测量电动势。
3.掌握箱式电位差计的使用方法。
实验原理及方法1.补偿原理如要测电池的电动势,直接将电压表并联到电池两端,如图4-1所示,回路中就有电流I 。
由于电池有内阻r ,在电池内不可避免地存在电势降Ir ,因而电压表的示值只是电池的端电压U =E X -Ir 。
显然当I 越小,U 越接近E X ,但I 越小电压表指针偏转愈小,误差也相应增大。
当I =0时端电压U 才等于电势E x ,但此时电压表无法读数了。
设想若有一个可调电源与被测电池并联,若正向反向电流相等,检流计指零,则E X 内的电压降被补偿,此时E X =E S ,E S 与E X 相互补偿,这种状态称为补偿,这种测量方法称为补偿法。
2.电位差计原理电位差计就是利用补偿原理设计的,可以直接测量电势差(电动势),也可以间接测量电流、电阻和校准电表。
基本原理如图4-2所示,接通K 1后,有电流I 通过电阻丝AB ,并在电阻丝上产生电压降,IR AB ,如果K 2与标准电池E S 接通,可能有三种情况:当E S >U C ′D ′时,G 中有自A 向B 的电流(指针偏向一侧);当E S <U C ′D ′时,G 中有自左向右流动的电流(指针偏向另一侧);当E S =U C ′D ′时,G 中无电流,指针不偏转。
此时电位差计处于补偿状态。
在补偿状态时,E S =IR C ′D ′设单位长度电阻丝的电阻为r 0,C ′D ′段电阻丝的长度为L S ,于是:E S = Ir 0L S (4-1)将滑线变阻器R n 的滑动端固定,保持工作电流I 不变,再将K 2断开,合上K 3使待测电池E X 接通。
适当调节C ,D 位置,当检流计指零时,即达到补偿状态。
《用电位差计测电动势和电压》物理实验报告
《用电位差计测电动势和电压》物理实验报告《用电位差计测电动势和电压》物理实验报告一、实验目的1.学习和掌握电位差计的使用方法;2.通过实验,理解电动势和电压的概念及其测量方法;3.培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理电位差计是一种用于测量电动势和电压的仪器,其工作原理基于闭合电路中电位差的测量。
根据基尔霍夫定律,当两个节点之间没有电流流过时,两节点之间的电位差等于零。
而当有电流流过时,两节点之间的电位差会发生变化。
电位差计就是利用这一原理来测量电动势和电压的。
三、实验步骤1.准备实验器材:电位差计、电源、电阻器、开关、导线等;2.连接实验电路:将电源、电阻器、开关和电位差计连接成闭合回路;3.打开开关,记录实验数据:观察并记录电位差计上的读数;4.改变电源和电阻器的数值,重复步骤3;5.处理实验数据,得出结论。
四、实验结果与分析1.数据记录:在实验过程中,记录下不同情况下电位差计的读数;2.数据处理:根据记录的读数,计算出电动势和电压的值;3.结果分析:对比不同情况下电动势和电压的测量结果,分析误差产生的原因,并得出结论。
五、实验结论通过本次实验,我们掌握了电位差计的使用方法,理解了电动势和电压的概念及其测量方法。
实验结果表明,利用电位差计测量电动势和电压是一种准确、可靠的方法。
同时,实验中也存在一些误差,主要来源于电源内阻、电阻器误差、导线接触不良等因素。
为了减小误差,可以采取选用低内阻电源、使用高精度电阻器和改善导线接触等方式。
六、实验建议与展望1.在本次实验中,我们使用的是手动调节的电位差计,操作较为繁琐。
为了提高测量效率和准确性,可以尝试使用自动调节的电位差计。
2.在数据处理阶段,我们采用了简单的平均法来减小误差。
但这种方法对于一些非线性变化的数据可能不够准确。
未来可以尝试采用更高级的数据处理方法,如最小二乘法、曲线拟合等,以提高测量精度。
3.在实验过程中,我们发现电位差计的读数容易受到环境因素的影响。
大物实验1(15-16冬-电位差计、粘滞系数)
实验报告(完整)
1.实验名称 2.实验目的 3.实验仪器 4.实验原理简述(包括原理线路图,简单推导,测 量公式等)。 5.数据记录表格、数据处理和实验结果。 6.分析讨论(自己把握)
数据处理(写出公式,代入数据,算出结果,写出单位)
用UJ-31型电位差计校正一个量程75mv的电压表,在毫米方格纸上作 出校正曲线,并确定电压表的级别。 表3.3 (P76) 校正量程75mv的电压表的数据记录
0.002mm D d仪 0.004mm U d S d2 D2d仪 0.0022 0.0042 0.0045mm
2 0 gd 2t 7.800 0.9550103 kg m 3 9.794m s 2 4.749103 m 4.131s
才能改变预置次数。 5. 1帕斯卡·秒= 1 千克/米·秒
预习报告
1.实验名称:用落球法测量液体的粘度 2.数据记录:
表1 螺旋测微计初读数d0=
次数 钢珠直径末读数 d/mm 1 2
mm( 量筒外径D外/ mm(游标卡尺) 量筒内径D内=D外-5.00/mm A、B间距离/ cm(钢尺) 液体密度0/(g·cm-3) 小钢球密度/(g·cm-3) 室温T/℃ 0.9550 7.800
测量盘
实验线路
标准电池 光点检流计
6V稳压电源 待校电压表
干电池
+
-
+
+ -
-
+
-
+
-
+
-
+
分压电路板
UJ-31型电位差计
实验步骤
1.正确连接电路,正负极不要接反。 2.调整光点检流计,检流计开关打开(从6V打到220V), 分流器旋钮从“短路”打到“×0.1”档后,机械调 零。(注意:实验结束后,开关打回6V,分流器打回 回短路。)
电位差实验报告
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。
电位差实验报告
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。
用电位差计测电动势实验报告doc
E20?1.0186V
E?E20?4?10?5(t?200C)?9?10?7(t?200C)2(V)E(t)?1.018445004V
【数据处置及结果】
1.50804?1.50796?1.50835?1.50828
4
?1.50816VEx?
【讨论】接线时要注意正、负极
2.接电阻时,要正、负一条条线接,不能正、负极接到电阻再接“标准”
(该步骤采用先找到G的指针向相反方向偏转的两个状态,然后用慢慢逼近的方式能够 迅速找到平稳点。) 微调:使珍惜开关电阻的取值为零,微调触点D的位置,调至完全平稳,记录lS的长度。 (3)K2倒向“2 ”,用相同的步骤测出lX
(4)计算EX的值 (5)重复步骤(2)(3)(4)进行测量,测量数据计入表格。
检流计G。适当移动C和D点的位置以改变
ER?RAB
RCD
(2)
式中R为直流电源的总电阻。当电键K2倒向 1时,那么AB两点间接有标准电源ES和指零,标准电池无电流流过,此刻UCD确实是标准电池的电动势,电位差计达到了平稳。令
UCD 。当UCD=ES时,检流计的指针
C、D间长度为lS ,因为电阻丝遍地粗细均匀、电阻率都相等,那么电阻丝单位长度上的
转变带来误差;
*【实验改良】*
1. 将板式电阻改成数字滑动变阻器
2. 把直尺读数改成自动读数器
3. 直尺上镶磁性物质,使之与移动铁片彼此作用
4. 把直尺与滑片接触处改成凹槽(类似天平的游码形式)
5.把电阻线改成绣花针般的金属杆,不行变形(阻碍实验结果)6.
将电阻线绕成圆柱壮,方便读数。(分光计读数盘的启发)---弹簧式千分电阻变阻器7.将电阻线固定在凹槽中
【实验仪器】
实验6 电位差计测电压
实验六 利用电位差计测量电压一、实验目的1.理解并掌握电位差计的工作原理;2.掌握用箱式电位差计测量电压的方法。
二、实验器材直流稳压电源、电阻箱一个、滑线变阻器一个、万用表一个、箱式直流电位差计一只, 导线等。
三、实验原理如图所示, 标准电压Es=1.0186V, 调节滑动变阻器1使开关打向左边Es 时IG=0。
此时, 流经电阻和滑动变阻器2的电流为:10101.86s E I mA == 当开关打向右边Ux 时, 调节滑动变阻器2使IG=0, 此时回路1的器件和条件都没发现变化, 其电流仍然为10mA, 此时滑动变阻器2的左端电压就等于Ux 的电压。
四 、实验步骤(1)电压的测量1.打开直流是位差计电源开关, 将倍率开关K1由“断”放所需档位5上, 将功能开关K3旋到“测量”, 旋动调零电位器, 使检流计初步指零;令电位差计预热5分钟;2.将检流计精细调0;将扳键推向“标准”, 旋动工作电流调节旋钮“粗”, “微”, 使检流计指0;3、按图2所示, 接好电路图;4.用万用表测量100欧姆电阻两端电压;5、按万用表测量数据初步调节读盘数据, 被测电阻两端电压按正确极性接在“未知”接线柱上, 将扳键开关K2扳向“未知”;调节大小读数使检流计指零, 则被测量值等于倍率与3个读盘之和的乘积。
图1 电位差计实验原理图2 电位差计测量电压(2)电位差计的灵敏度电位差计的灵敏度定义为: 电位差计平衡后, 单位被测电压的变化所引起的检流计指针偏转的变化。
若改变平衡时的补偿电压U的改变量为△U, 引起检流计指针的偏转为△n, 则灵敏度S为:S=△n/△U =五、实验报告万用表测量电压值为电位差计测量值为电位差计的灵敏度S=。
电位差计的原理及应用(2016.3)——【大学物理实验】
ES lS
实验中, ES已知、AB长度已知、测得AN长度,即可得到U0。
切记:电位差计定标完毕后,电源电压及RP大小均要保持不变,确保U0和UAB(UAB=11 U0 )电压固定。
利用定标后的电位差计测量待测电压
lx
Ex U AN U0 lAN U0 lx
实验时,只需改变AN长度,当上下两部分电压达 到补偿时测量AN长度即可。
测量完成后举手示意老师检查核实!
五、实验数据记录与处理
设计值
实际值
U
' AB
(V)
U
' 0
(V/m)
l
s
(m)
RAB () ls (m) U0(V/m)
U AB (V)
E(V)
不测
电源显示值
n
1234源自56lxU0
ES lS
U AB 11U0
计算待测电压大小及不确定度, 给出测量结果。
Ex
ES ls
一、实验目的和要求
1、熟悉电学实验基本仪器的使用; 2、掌握补偿法测量电压的原理; 3、了解电位差计的工作原理以及十一线电 位差计的使用方法;
4、学会使用电位差计精确测量待测电压
二、实验原理
Ex G
E0 图1 补偿原理
E0必须满足下 列条件: ①它 的大小可调节; ②它的电压稳 定,并能准确 读出数据。
实
验
电
路
图
定标接
测量接
如图:实际实验时,MN长度可调可知,用MN间的电压与ES 或EX进行补偿。
如图:实际实验时,为防止两部分电压差值过大损坏检流 计,一般在电路中要串连保护电阻进行保护。
三、实验仪器
十一线电位差计 直流稳压电源 滑线变阻器 检流计 保护电阻 标准电势与待测高电势
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若:每米电压降标定为
Vm=0.3 V/m×11m=3.3V
0.3 V/m ,最大电压为:
量程:0~ 3.3(V)
如何选量程?
量程要适中 例:1.5V的干电池
V 1.5 0.14V/m U0 11 11
U0=0.2V/m,量程:0~2.2(V)
若U0=0.1V/m,量程:0~1.1(V)过小,测不出
LCD 测量
1.5 7.5m 0.2
“C”连接到 “7 ”
记下测量值
连接待测 电动势Ex 开关K2 合向Ex
LCD测量= Ex=U0LCD测量=
同样,先将检流计量程选最大,断开K3 调节时再逐步减小量程,最后合上K3
2.18
调节LCD测量,使 检流计电流为0
调节C点和刻度盘
4、测量干电池的内阻
右图的读数: 0.630m
LCD 5.093m
将刻度盘 置0.093m
因 EN= RNI0 = U0LCD=0.2LCD
LCD标定
E N 1.0186 5.093m 0.2 U0
理论上检流计电流为0 若不为0,调E0,使检流 计电流为0
EN
3、测量
I0Rx=Ex = U0LCD测量=0.2LCD测量
思考: 1、什么是补偿原理 ? 2、为什么要先标定电位差计工作电流I0? 3、若待测电动势为3V,每米电压降标定应为多少?
4、测量时要注意什么?
1、电位差计工作电流I0的标定
电阻丝总长度为11米
E0 U0 11
U0 :每米的电压 根据需要,标定每米的电压为:U0V/m
十一线AB上的最大电压降为: Vm=U0V/m×11m=11U0(V) 即:量程为 0~11U0(V) 例:每米电压降标定为 Vm=0.2V/m×11m=2.2V 0.2V/m ,最大电压为: 量程:0~2.2(V)
2、计算标准电动势对应的电阻丝长度 (标准电动势:EN=1.0186 V )
V 1.5 0.14V/m U0 11 11
U0=0.2V/m
LCD标定
EN =5.093m U0
1 4
3、将CD置于LCD标定值:“C”接到“5”,刻度盘置 0.093 按P26图6接线:开关K ~ K 断开(或“分”),开关
面板画虚线处表 示已经连好的
校准电路 的调节
注意:开始,检流计量程选最 大,逐步减小。最后合上K3
开关K2 合向EN 理论上, 此时检流 计电流应 为0
2.ห้องสมุดไป่ตู้8
实际上,检流计 电流一般不为0 调E,使检流 计电流为0
之后,E不能再变!
测量
断开K2 刻度盘置: 0.5
先估算LCD测量 干电池的电动势 :1.5V
EN
(2)将CD置于LCD标定值
LCD标定
E N 1.0186 5.093m 0.2 U0
注意:不要误 作0.93,否则 将难以平衡
3、测量干电池的电动势
刻度盘对准 0.093
“C”接到“5”
刻度盘:等效1m 长电阻丝,分成 100 格 每格: 0.01m
刻度盘的读数 类似游标卡尺读数
K5 、K6:内接 4、接通总电源, 检流计调0,量程置最大档 调节E0,电压为“2.20”V 5、开关K2合向EN, 调E,使检流计电流为0
先将检流计量程选最大,断开K3调节时再逐步减小量程, 最后合上K3
打开K1
二、测电动势 6、断开K2 估计LCD测量
LCD 测量
1.5 7.5m 0.2
I0由3个电阻 值和E0决定
电路达到平衡补偿状态
RN E N Rx Ex
Rx Ex EN RN
开关合向 EN x
注意:测量时,Rp不能变!——工作回路的I0不变!
实际电路原理图
每条电阻长1米, 10Ω。(新式的电位 差计:等效长1米)
由11条电阻丝代替Rp 、Rx 和RN,且共用
工作回路①
断开开关K2
选定R,如 100欧 将R,与Ex 并联 E r Ex
(与测Ex类似:调节刻度盘, 使检流计电流为0),测出E’
Ex Ir IR E
通过R的电流
( E X E ) E X E r ( )R I E
的端电压
E’是Ex
步骤 一、调工作电路 1、确定量程: 0~11U0(V)
和分压电阻Rv组成
U
实际测的是通过表头的电流,
转换成电压值标出 因电动势有内阻 电压表测电动势——实际测的是端电压 + V I
r E
测的不是电动势!
补偿原理 加一电源(工作电源) 注意两者的方向
提供一反向 电流
I I
Ig=0 调节E0,使电 路总电流为0
因测量时,待测电 动势有电流输出
等效Ex无输出
置LCD测量值(C接“7”,刻度盘:0.5 ) 连接待测电动势Ex 7、开关K2合向Ex,调节LCD测量(调节刻度盘),使检 流计电流为0 同样,先将检流计量程选最大,断开K3 调节时再逐步减小量程,最后合上K3 8、记下此时刻度盘的数值LCD测量。
结果:
LCD测量= Ex=U0LCD测量=
三、测内阻 9、断开K2 选定R 为100欧 将R,与Ex并联
校准回 路② RCD→→RN 测量回 路③
RCD→→Rx
实验内容与步骤
才有
测量干电池的电动势
因测量时,工作回路的I0是一定值
I0RN=EN
I0Rx=Ex
Rx Ex EN RN
对工作回路,总电阻 是定值——11线
E0确定——I0确定
标定电位差计工作电 流I0 →标定E0 →选定E0值 例:E0=2.2V
10、开关K2合向Ex,调节LCD测量(调节刻度盘),使 检流计电流为0 同样,先将检流计量程选最大,断开K3 调节时再逐步减小量程,最后合上K3 11、与测Ex类似:调节刻度盘,使检流计电流为0, 记下此时刻度盘的数值:
L’CD测量=
测量 E U0 LCD
EX E r ( )R E
若U0 =0.3V/m,量程:0~3.3(V)过大,误差大
2、校准
对于校准回路,I0=0时 标准电动势: EN=1.0186 V
EN LCD标定 U0
EN=RNI0 =U0LCD=0.2LCD
标准电池是一种化 学电池,由于其电 动势比较稳定.
(1)计算EN对应的电阻丝长度 例:0.2 V/m
E N 1.0186 LCD标定 5.093m U0 0.2 即LCD=5.093m U例: 0=0.2V/m 0.3 V/m 1.0186 LCD标定 3.395m 0.3
接通总电源
检流计调0,量程先置最大 打开K1 档 .20”V 调节E0,电压为“2 E0有粗调、细调 电源调2.20V, 以满足所设量程 这就是 工作电 路的调 节
LCD标定
1.0186 5.093m 0.2
刻度盘对准 0.093
将CD置于LCD标定值
“C”接到“5”
连接 校准 回路
虚线部分 已接好
补偿法原理图 工作电流
RX 标准电阻 R N 、
①工作回路 工作电源
③测量回路 ②校准回路 标准电池 E N 检流计 待测电动势
补偿原理
I0RN=EN
2、测量
1、调工作回 路 (EN像似未接)
I0由3个电阻 值和E0决定
选定RN,调Rp使检 流计电流为0
调Rx使检流计电流为0
(Ex像似未接)
I0Rx=Ex
用十一线电位差计测量电动势
实验目的
1.学习“补偿法” 在实验中的应用。 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。
实验仪器
FB322型电位差计实验 仪和FB325型新型十一 线电位差计
实验原理
补偿法原理 电压表的测量原理: G
Rg
I
Rv
电压表是由表头G(微安表)
先估算LCD测量
干电池的电动势 :1.5V
类似LCD标定 1.5 LCD 测量 7.5m 0.2 理论上检流计电流为0
若不为0,调刻度盘,使 检流计电流为0,记下读 数
LCD测量 7.512m
E x U0 LCD测量 0.2 7.512m 1.502V
Ex
步骤: 接线
开关K1~ K4断开(或“分”),开关K5 、K6:内接