大学物理实验 十一线板式电位差计
[精品]十一线电位差计测电动势(实验报告)
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[精品]十一线电位差计测电动势(实验报告)实验目的：使用十一线电位差计测量电动势并掌握其原理和方法。
实验仪器：十一线电位差计、标准电池、开关、导线等。
实验原理：电动势是电源产生的电流推动电荷从负极移动到正极时所做的功。
使用十一线电位差计可以测量一段电路中的电动势。
将电路连接如下图所示：其中E为一个标准电池，R为一个高阻值电阻，RS为待测电源的内阻。
通过十一线电位差计测量二个点之间的电势差V，并计算电动势值E'。
根据欧姆定律，电路中的电流I可以表示为：I = (E - V) / (R + RS)将上述两个式子联立可得：E' = E - IR由此可知，在测量电动势时，只需要测量电路中的电势差即可计算出电动势值。
实验步骤：1.先将电位差计的指针调零，然后将开关拨至“关”位置。
2.连接实验电路，将电池和高阻值电阻连接成一个串联电路，并接入待测电源，如图所示。
3.调节高阻值电阻的阻值，使得电流不大于1mA，避免因电流过大产生的电阻噪声干扰电位差计的测量。
4.拨开关至“开”位置，记录电位差计的读数V1和V2，根据公式计算出电势差V = V2 - V1。
5.根据公式计算出电动势E' = E - IR，并计算出待测电源的电动势E = E' + RS * I。
6.重复以上实验步骤，多次测量待测电源的电动势，并计算出平均值。
7.实验结束后，将所有器材归位，清理实验现场。
实验注意事项：1.使用高阻值电阻时要注意电流不能太大，否则会产生电阻噪声码头在电位差计的测量结果。
2.注意电路连接的正确性，尤其是待测电源的极性。
3.测量电位差时要仔细读数，保证测量精度。
4.保持实验现场环境清洁、整洁。
实验结果：按照上述方法，我们对待测电源测量了10次电动势，测量结果如下表所示：序号电势差V/V 电动势E/V1 0.64 3.022 0.63 3.063 0.66 3.004 0.65 3.055 0.63 3.036 0.67 3.017 0.62 3.048 0.64 3.029 0.63 3.0410 0.65 3.03平均值0.64 3.03本实验使用十一线电位差计测量了待测电源的电动势，实验结果表明，该电源的电动势为3.03V，测量精度较高。
试验十一电位差计
实验十一电位差计一、实验目的1.了解电位差计的工作原理；2.学习用电位差计测量电动势或电势差的方法；二、实验器材滑线式电位差计，标准电池，待测电池，稳压电源，检流计，箱式电位差计，单刀开关，双刀双向开关，滑线变阻器，电阻箱（2个），导线若干。
三、实验原理电位差计是一种测量电动势（或电势差）的精密仪器，它是利用比较测量法中的电势补偿原理设计的。
电位差计与电压表的区别：一是测量准确度高，二是测量时不需要被测电路提供电流，避免了用电压表测量时带来的接入误差。
补偿法测电动势的原理：如图11-1所示的电路，两直流电源的同极性端相连接，为待测电动势，为电动势数值已知且可调的电源。
调节使检流计的指示值为零，回路中无电流流过，表明电路中两电源的电动势大小相等，方向相反。
这种情况我们称电路达到补偿。
此时，。
应用这个关系，待测电动势可由求得。
利用上述补偿原理测量未知电动势和电势差的方法称为电压补偿法。
按此原理构成的仪器称为电位差计。
（一）滑线式电位差计应用滑线式电位差计测电池的电动势，测量电路如图11-2所示，AB是一根1米长的均匀电阻丝，拉紧在木板的米尺上；是电阻箱，用来调节通过电阻线AB的电流；是滑线变阻器，用来保护检流计和标准电池为稳压电源；是待测电池；是标准电池，本实验使用II极饱和酸性镉电池，它的电动势随温度稍有变化，在时为伏，为简便起见，一律取伏进行计算，不必作温度修正；是单刀开关；是双刀双向开关；为滑动接触头，可在电阻线AB上滑动。
电源E、限流电阻R b和电阻R AB串联成一闭合回路，称为辅助回路。
当调节R b使回路中有恒定电流流过电阻R AB时，电阻R AB上就有一定的电压降，改变滑动触头S的位置，就能改变AC间的电势差U AC的大小。
电流不变的情况下，U AC正比于电阻R AC。
测量时把AC两端的电势差U AC 引出与待测电动势进行比较。
由待测电池（或标准电池）、检流计G、保护电阻R h和精密电阻R AC组成的回路称为补偿回路。
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。
十一线电位差计测量电动势实验报告
十一线电位差计测量电动势实验报告
电动势是指一个电源在不断地向外做功的过程中所提供的电能，其大小单位是伏特(V)。
电动势的特性是电势差与电路中电流的关系。
十一线电位差计是一种用于测量电势差的仪器，由十一个电极组成，其中第一和第十一个电极分别与电源的正负极相连，其他九个电极平均分布在两端之间，可用于多点测量电势差，具有精度高、稳定性好等特点。
实验步骤：
1.将电池组连接到十一线电位差计的第一和第十一个电极上；
2.将电子万用表的电流测量档位调至最大，将正负极接到电路中，测量电路中的电流；
3.在两端之间选择三个不同位置，分别测量电势差，并用十一线电位差计记录数据；
4.计算每个位置的电势差，并绘制电势差与电流之间的关系曲线。
实验结果：
测量得到的电势差与电流之间的关系曲线如下图所示：
图中可以看出，电势差与电流呈线性关系，符合电动势的特性。
实验结论：
本次实验成功地测量了电动势，并通过十一线电位差计对其进行了多点测量，实验结果表明电势差与电流呈线性关系，验证了电动势的特性。
- 1 -。
实验11 电位差计
数据表格：
1、记录所用测量仪器的仪器误差：
2、设计并画出测量数据表格
教师签字：
月日
大学物理实验预习报告
姓名
实验及仪器介绍：
1、对照实验室仪器写出实验仪器名称、型号及规格：
2、图示并简要说明电位差计测量电压的原理及其优点。
问题一：什么叫做定标？
问题二：根据电位差计测量原理，分析用电位差计测量电压的误差来源主要有哪些？
实验内容及步骤：
问题一、若在定标或测量时总也实现不了“补偿”，可能的原因有哪些？
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。
1. 补偿原理•• 如图1所示，把电动势分别为E S 、E X和检流计G联成闭合回路。
当E S < E X时，检流计指针偏向一边。
当E S > E X时，检流计指针偏向另一边。
只有当E S =E X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E S =E X。
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E X、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为测量回路;由标准电源E S、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）。
图2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通，K 2既不与E S 接通、又不与E X 接通时，流过AB 的电流I 0和CD 两端的电压分别为AB R R E I +=0（1）CD D C CD R R R EU U U AB+=-= （2）式中R 为直流电源的总电阻。
电位差计大学物理实验
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）
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）
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
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
接通总电源
十一线电位差计测电动势(实验报告)ps
十一线电位差计测电动势(实验报告)ps本次实验使用十一线电位差计测量电动势。
电动势是指电源带电荷经过导线内部流动而产生的电场力和静电势差所组成的电势差。
在电路中，电动势是沿回路的电压总和。
电动势可以用来刻画电源本身的能稳定保持一个电流的能力。
本实验将通过十一线电位差计来测量电动势，了解其原理和实际应用。
实验器材：1. 十一线电位差计2. 相应的测试电源3. 相应的导线4. 数字万用表实验步骤：1. 搭建实验电路首先，将电源的两个极端分别用一根导线连接附在十一线电位差计上。
此外，由于电动势是沿回路总电压总和，因此需要在电路中设置一个电阻。
可以通过旋转旋钮来改变电阻的大小。
选择一个合适的稳压模式，使得电压输出稳定在一个恒定的值。
在电路中，通过选择万用表的不同档位来实时监测电路中的电压变化。
可以使用万用表测量电源的电压输出，验证电源恒定电压的特性。
3. 测量电动势测量电动势的方法是，使用十一线电位差计实时记录沿回路的电势差。
电位差计可以通过检测电路中每个点的电压变化情况来计算电势差。
根据欧姆定律，电路的总电阻为R，电动势E=IR, 其中I为电路中的电流。
因此，可以根据记录下来的电势差和电路中的电流来计算出电动势。
4. 记录和分析数据使用十一线电位差计记录下电路中各个电压点的电势差，并实时在数字万用表上显示电动势。
记录尽量精确的数据，包括电路中的电流大小、阻值、电源输出电压、电势差等数据。
实验结果：本实验通过使用十一线电位差计测量电动势，了解了电动势的测量原理和实际应用。
通过记录实验数据，并进行分析，得出了电动势的测量结果。
通过本次实验，我们深入了解了电势差测量和电动势的定义及其应用。
十一线电位差计
参考答案（十一电位差计）伏特表测电池的电动势时，电池内阻r越_____，伏特表内阻越_____，测电池的电动势越准；十一线直流电位差计测电动势时，与电池内阻r的大小_____关？答案1：大，大；有答案2：小，小；无答案3：小，大；有答案4：小，大；无正确答案为: 4你做的答案为：4 十一线电位差计）实验中有电源回路；测量前是通过调节使电阻丝的电压降为k伏。
答案1：2；电阻箱答案2：3；滑线变阻器答案3：2；滑线变阻器答案4：3；电阻箱正确答案为: 4你做的答案为：2 （十一线电位差计）十一线直流电位差计测电动势及内阻实验中，内阻表达式____答案1：答案2：答案3：答案4：正确答案为: 3你做的答案为：4 （十一电位差计）本实验测电池电动势和电池内阻过程中，有___次调检流计平衡；本实验用的检流计，如直接接入电路中，检流计是否接通____？要接通应点按检流计的____开关。
答案1：两，是；电计答案2：三，没；电计答案3：三，没；短路答案4：两，没；短路正确答案为: 2你做的答案为：2 （十一线电位差计）本实验中，电位差计测电动势主要有_______两个步骤；校准时通过调节________达到目的。
答案1：校准，测量；电阻箱答案2：校准，测量；滑线变阻器答案3：检流计指零，读数；电阻箱答案4：检流计指零，读数；滑线变阻器正确答案为: 1你做的答案为：1参考答案答案1：工作；标准；待测答案2：标准；工作；待测答案3：工作；待测；标准答案4：待测；标准；工作正确答案为:1你做的答案为：1 （十一线电位差计）标准电池能否作为供电电池用？通过标准电池的电流答案1：能，可大于20μA答案2：不能，不能大于20μA答案3：能，可大于20mA答案4：不能，不能大于20mA正确答案为:2你做的答案为：2 （十一线电位差计）十一线直流电位差计测电动势实验中，待测电动势的表达式：答案1：答案2：答案3：答案4：正确答案为:2你做的答案为：3 （十一线电位差计）十一线直流电位差计实际上是一个装置答案1：电阻分压答案2：电流分压答案3：限流答案4：电池串联正确答案为:1你做的答案为：1 （十一线电位差计）本实验中，电源的接法为_______；校准或测量时有_______个电源接通。
实验十一-电位差计及其应用
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”。
实验十一线式直流电位差计
实验原理
由欧姆定律可知：
En I0RCD
(2)
这一过程叫做电位差计的校准，又称“工作电流的标准化”。
测量Ex时，把换接开关投向下端，接入待测电池Ex。由Ex、检流 计G和RCD构成了测量回路。调节CD之间的距离，总可以找到另 一位置C’D’，使测量回路的电流为零，即RC’D’上的电压降和Ex之 间的电位差为零，测量回路达到补偿。于是有
I E0 Ex r0 rx Rg R
.
r0 E0 G
R rx
Ex 图 1 补偿原理
(1)
实验原理
如果我们调节E0使E0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E0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 ＞ 在 阻然E电接x，，位成此用差的外补计分E偿中压0还法 ， 器要测 E来0在是定 代整用替Ex个，一的测必个，量须稳如过要定图程求性2所中E好示0保可的。持调直稳，流定而稳，且压又E电0的能源最准加大确上值读精E数密0m。电ax
.
实验原理
原理图 Rp
K1
EB
K2
G
Ex
图2 电位差计原理图
.
实验原理
图工的2电作中压回，降路由。。电改由源变它EC、提、限供D流稳之电定间阻的的R工距p以作离及电，均流可匀I0以，电从并阻中在丝引电R出A阻B构大RA成小B上的连产回续生路变均叫化匀做的 电的压读来数，，起使到用了一与 个图 标准1中电E池0相进似行的校作准用。。换为接了开能关够K准2倒确向读上出端该，电接压 入把标C、准D电固池定E在n，适由当E的n、位检置流（计如G图和中RC的D构位成置的）回，路调称节为Rp校（准即回调路节。 I的0）电，位总差可为以零使，校达准到回补路偿的。电流为零，即RCD上的电压降与En之间
十一线电位差计实验常见故障及其原因分析
源 的 电 动 势 大 小 。 ≤ ， 总 可 以 找 到一 个 长 度ｌ 。 ， ， 使 Ｇ 我们 都知 道 ， 用 电 压 表 测 电 源 电 动 势 Ｆ 时， 是将 电压表 并联 到 电源 两端 ， 这 样 和 Ｒ 同时指零 ， 这 时 Ｃ Ｄ ＇ 间 电势 差 恰 好 与 ３ 实验过程 分析 与讨 论 （ １ ） 实 验 的 几 个 注意 事 项 。 就 有 电流， 通过 电源 内部 。 由 于 电 源 内 阻 相等。 可得待测电动势 ： 的 存 在 电源 内 部 不 可 避 免 地 存 在 电 位 降 ①在 实验 中 工 作 电 源 的 电 压 必 须 略 大 ， ， 因 而 电 压 表 的 指 示 值 只 是 电 源 端 电压 干１ １ Ａ ｕ｛
…
口
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电化教 育 研 究
Ｃｈｉ ｎａ Ｅｄ ｕｏ ｓｔ ｉ ｏｎ ｌ ｎｎ ｏｖ ａ ｔｆ Ｏｎ Ｈｅ ｒ ａｌ ｄ
十 一 线 电位 差 计 实验 常 见 故 障 及 其 原 因 分析
徐 斌 （ 湖 北工业 大学理 学院 湖北武汉
４３ ０ ０ ６ ８） 摘 要： 电位 差计是采 用补偿 原理和比较 法 电源电动势的精 确仪器 ， 它准确度 高、 使 用方便 ， 测量结果稳 定可靠 ， 在现代 工程技术 中和大 学实验教 学被 广泛 应 用。 本 文重 点剖析 了１１ 线 电位 差计实验 过程 中的注意事 项和 常见故常 及原 因。 关键 词 ： 电位差计 补偿 原理 单位长度压降 中图分类 号 ： Ｔ Ｍ ９ ３ 文献 标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ —９ ７ ９ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ （ ｂ ） 一 ０ ｌ ２ ３ － ０ １
＋
１实验原理
十一线电位差计实验预习课件
十一电位差计实验预习课件
上图说明：
上图中左边的装置是将稳压电源，标准电池，制流电阻， 检流计，待测电动势和双刀双掷开关集成到一起的装置； 上图中右边的是一根十一米长的均匀电阻丝装在里面， 其中十米长的是可以整米选择长度，一米是长度可以连续 调的
图中的连线方法是调节稳压电源输出电压来定标的方法， 而我们的大多数非通达学院同学的教科书上都是固定电源 电压，调节制流电阻来定标的二者连线方法稍有不同
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。
1. 补偿原理•• 如图1所示，把电动势分别为E S、E X和检流计G联成闭合回路。
当E S < E X时，检流计指针偏向一边。
当E S > E X时，检流计指针偏向另一边。
只有当E S =E X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E S =E X。
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E X、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为测量回路;由标准电源E S、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）。
图2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通，K 2既不与E S 接通、又不与E X 接通时，流过AB 的电流I 0和CD 两端的电压分别为AB R R E I +=0（1）CD D C CD R R R EU U U AB+=-= （2）式中R 为直流电源的总电阻。
用补偿法测电动势实验报告
用补偿法测电动势实验报告篇一：十一线电位差计测电动势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，流过AB的电流I0和CD两端的电压分别为I0?ER?RAB（1）UCD?UC?UD?检流计G。
十一线测定
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
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 小使检流计示零，即回路中电流等于零。
EX = E0
调节工作电源电压的微调旋钮，使数字式检 流计指零。
此时电位差计工作电流就被标准化了
测量干电池的电动势： 测量干电池的电动势： ①将单刀双掷开关K2向下合，检流计灵敏度拨 到 10−5 A档位，断开K3；C接入合适的孔位 ②仔细调节刻度盘，使检流计指零，闭合K3 再次调节使检流计指零； ③逐步提高检流计灵敏度档位，每次均使检 流计指零，直到 10−8A档位时，仔细调节刻 度盘，检流计示值为0时，读取测量结果。
2 i x
∑(L − L )
n(n −1)
利用补偿原理测电动势的方法称补偿法。
1.按原理图正确连接电路：
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，即串联接入保 护电阻（降低灵敏度），开关K5、K6均向 下合。
电位差计 完成连接图两 张覆盖
工作电流标准化： 工作电流标准化：
① 将单刀双掷开关K2向上合，取校正系数0.2000伏/米， 计算标准电动势对应的电阻丝长度5.093m ;C插入5， 度盘调为0.093 m ② 数字式检流计档位拨到10-5A开始，调节工作电源 电压粗调旋钮，把工作电源的输出电压预置为 2.20伏, 使数字式检流计读数接近为零，闭合K3， 调节电源电压粗调旋钮，使数字式检流计指零； ③ 数字式检流计量程依次逐渐减小直到10-8A，
0.2000
实验十一线式直流电位差计演示教学
实验十一线式直流电位差计演示教学
线式直流电位差计是电学中一种常用的电压测量仪器，它采用独特的运算放大器电路设计，能够实现高精度、高分辨率的电压测量。
本次实验旨在通过线式直流电位差计演示教学，让学生了解该仪器的工作原理、使用方法和注意事项，培养学生的实验技能和实际应用能力。
实验器材：
1. 线式直流电位差计（型号：LM399H）
2. 被测电压源
3. 万用表（用于检验被测电压源）
4. 连接电缆
实验步骤：
将线式直流电位差计与被测电压源和万用表连接起来，如图所示：
注意事项：
1. 确保连接电缆无损坏，接触良好。
2. 线式直流电位差计的输出功率需小于2W，不可过载。
2. 调整工作模式
将线式直流电位差计开关从OFF调至测试模式，此时显示屏将显示如下图所示的参数：
其中“OL”表示超量程，“0.0”表示输出电压为0。
按下“MODE”键，调整工作模式，分别为：
①直流电压测量（DCV）
②零点跟踪（ZLOW）
③微安电流测量（μA）
④电压比较（COMP）
⑤参考电流（REF）
将被测电压源接入线式直流电位差计，调整“DCV”模式，此时将自动测量电压，并在显示屏上显示结果。
1. 测量前，需调整被测电压源的输出电压，确保其在线性范围内。
2. 测量时，需注意避免电缆接触不良、电源波动等因素对测量结果的影响。
4. 零点跟踪测量
1. 零点跟踪测量需在无电压输入时进行。
2. 修改设置时，电位差计将自动关闭零点跟踪功能，重新测量时需重新调整。
结论：。
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。
对十一线电位差计测电动势值的讨论
ｒ
点跳跃过了．根据电阻定律Ｒ＝Ｐ÷可知，同一根 Ｕ
均匀金属丝Ｒ。ｃ￡，以上所述所短路的几厘米，几 毫米及１毫米以下的任何值的电阻无法具体在辅 助回路中显示出来．那么根据部分电路欧姆定律
，０＝ｆ％ ，不难看出，ｃａ于Ｒ。的不精确性决定了，０
标尺相交处的刻度舅。、ｘ，，通过式（２），便可求出后 尖足是ｃ，变化的高度，进而求出所测物体的长度 的变化量．
需要指出的是，笔者采用两个光点而不是一个
光点去测量，是因为实验精确性的需要．市售的激 光笔所发射出光束并不是严格意义上的平行光，它
仍有很大程度的发散，距离光屏越远，在光屏上形
成的光斑越大．当距离为１０米时，光斑的直径可达 １厘米．这样，我们就很
检流计指针指零，即‘＝０，固定可变电阻Ｒ。及稳 压电源，以保证辅助电路中工作电流，０不变．再用
待测电动势Ｅ。替换标准电池Ｅｓ，调节ＣＤ的位置到
ｃ’Ｄ’，同样使检流计指针指零，即‘＝０，达到补偿 状态，则
Ｅ；＝１０７０Ｌ，
（２）
由以上的（１）、（２）两式合并得
Ｅｃ
Ｅ。＝｝Ｌｓ＝ＵｏＬ。
ＤＳ
由此确定Ｅ，的值．
３ 测量过程出现的两种情况
在多次的测量中总会出现下面两种情况： （１）检流计指针在校准过程的补偿状态时，是
能够按照原理要求指零位，即Ｌ＝０．（此现象出现 概率较低）
（２）检流计指针在校准过程的补偿状态时，不
能够按原理要求指向零位，即Ｌ≠０．无论怎样按 实验原理调节滑动变阻器，它只能指向靠近零位的 某一个位置．（此现象出现概率较高）
十一线电位差计的主要测量原理是补偿法，其
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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。
11
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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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1
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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。
2
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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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【实验仪器】
工作电源
双刀 电阻箱 标准 待测 双掷 单刀保护
电池 电池 开关 开关电阻 检流计
板式电位差计
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【实验内容】
1．在关闭电
源、断开开关 的情况下连接
+
电路；老师检
查线路。
+
注意：
工作电源、标
准电池和待测
LAD:0～11m连续可调。
U I R I L (I 定）
AD
Hale Waihona Puke 0 ADS0AD
0
由此，UAD 就可替代可调节电动势的电源E0。
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【实验原理】
下半部分为两个补偿回路： 一个是标准电池补偿回路 （ＥＳ－ＲAD－Ｇ－ＥＳ），
K2扳向ES
K2扳向Ex
一个是待测电动势补偿回路 （ＥＸ－ＲA’Ｄ’－Ｇ－ＥＸ） 。
只有 I=0 时，U=Ex。 问题：怎样才能使电源内部没有电流通过而又能精 确测量电池的电动势呢？ -----这就需要采用补偿法
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【实验原理】
2.补偿原理
调节E0的大小使检流计指针为零(IG=0)，回路中无电
流，则 E x E 0 。 这种测量电动势的方法称为补偿法。该电路称为补偿
4．重复测量：插头A任选为2、3、4、5孔， 重复 步骤2，3，重复测量3次。
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【数据记录】
测量次数 E
RP
LAD
V0
1 2 3
E LAD
x
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【注意事项】
工作电源E、标准电池ES和待测电池Ex一定要 正极对正极、负极对负极； 实验中禁止使滑动触头D在电阻丝上滑动着找 平衡点，以免磨损电阻丝，而是采用跃按方式； 标准电池内装有玻璃容器，容器内盛有化学液 体，要防止震动和摔坏，不可倒置。
对给定的电阻丝 、S一定，V0 的大小只与 Io有关，
因此，这一过程通常称作“工作电流标准化”。
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K2扳向Ex
【实验原理】
二、测量Ex
K2倒向EX，保持E、RP不变(I0不变）,调节 A、D到 A、D 位置,使IG=0。
Ex U AD I 0 R I0 S LAD V0LAD
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【实验原理】
K2扳向ES
一、定标
合上K1, 将K2倒向ES， 固定AD点的位置，调节RP，使检流计指
针为零（IG=0)。
Es U AD I 0 RAD I 0 S LAD 令 V0 I 0 S
Es
V0
LAD
(V O
E )S
L
AD
单位长度上的电压降 Es=1.0186V(20℃)