直流电路中电位及其与电压关系的研究

实验一：直流电路中电位及其与电压关系的研究

一． 实验目的

1．通过实验加深学生对电位、电压及其相互关系的理解。

2．通过对不同参考点电位及电压的测量和计算，加深学生对电位的相对性

及电压与参考点选择无关性质的认识。

二． 实验原理

在测量电路中各点电位时，需要定一个参考点，并规定此参考点电位为零。 电路中某一点的电位就等于该点与参考点之间的电压值。由于所选参考点不同，电路中各点的电位值将随参考点的不同而不同，所以电位是一个相对的物理量，即电位的大小和极性与所选参考点有关。

电压是指电路中任意两点之间的电位差值。它的大小和极性与参考点的选择 是无关的。一旦电路结构及参数一定，电压的大小和极性即为定值。

本实验将通过对不同参考点时电路各点电位及电压的测量和计算，验证上述 关系。

三． 实验内容及步骤

本实验在直流电路单元板（TS —B —28）上进行，实验电路如下图所示。

1．按上图接好实验电路，在接入电源U 1、U 2之前，应将直流稳压电源的输

出“细调”旋钮调至最小位置。然后打开电源开关，调节电压输出，使其值分别为U 1和U 2（参考数值U 1＝10伏，U 2＝10伏）。

2．将开关S 1、 S 2合向电源一侧，将U 1、U 2接到电路上。

3．以电路中的D 点为参考点，分别测量电路中的A 、B 、C 、D 、E 、F 各点

电位及每两点间的电压U AB 、U BC 、U CD 、U BE 、U ED 、U FE 、U AF 以及U AD 。将测量结果分别填入表3－1和表3－2中，并根据测量的电位数值，计算上述电压值，也填入表3－2中。

注意：

测量电位时，应将电压表的“负”表笔接在电位参考点上，将“正”

表笔分别与被测电位点接触。若电压表指针正向偏转则电位为正值；若电压表指针反向偏转，则应调换表笔两端，此时电压表读数为负值，即该点电位为负。

测量电路电压时，电压表的“负”表笔应接在电压符号角标的后一

个字母所表示的点上。例如：测量电压U AB 应将“负”表笔接在B 点，“正”表笔接在A 点上。若指针正向偏转，读数为正值；若指针反向偏U

D

E F 1V U 2R R

转，倒换正、负表笔位置，读数为负值。

4．以电路中的E点为电位参考点，按步骤3，测量各点电位，并根据测量电位值计算电压值，将结果分别填入表3－1和表3－2中。

5．以电路中的F点为电位参考点，按步骤3，再次测量各电位，并计算各电压值，将测量及计算结果填入表3－1和表3－2中。

在计算不同两点的电压时，要用其相对同一参考点测量的两个电位值相减得到。例如：计算以D为参考点的电压U AB时，要用以D为参考点测量的电位U A 减U B得到；计算以E为参考点的电压U AB时，要用以E为参考点测量的电位U A减U B得到。

四．实验设备

1．双路直流稳压电源一台；

2．直流电压表（TS-B-06）一块；

3．直流电路单元板（TS-B-28）一块；

4．导线若干。

五．实验报告要求

1．实验目的、原理及实验电路。

2．根据表3－1和表3－2中的数据总结电位和电压的关系，分析参考点的选择对电位和电压的影响。