电位差计及其应用基础物理实验研究性报告

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1、研究性实验报告电位差计及其应用第一作者姓名第一作者学号第二作者姓名第二作者学号2015年xx月xx日摘要电位差计是一种精密电学仪器，其利用的补偿原理可以有效避免由于电源内阻产生的误差，从而具有精确度和灵敏度高等优点。电位差计配以其它电学元件等常被用于精确测量电动势、电流、电阻等电学量。本文主要阐述了有关电位差计实验的内容，包括数据处理、误差分析、实验改进等。关键词：电位差计，补偿原理iiiAbstractPotentiometerisakindofpreciseelectricalinstrument.Theuseofthecompensationprinciplecaneffective

2、lyavoidtheerrorduetotheinternalresistanceofthepowersource.Therefore,ithasmanyadvantagessuchashighaccuracyandsensitivity.Withotherelectricalcomponents,thepotentiometeritoftenusedinaccuratemeasurementofelectricpotential,current,resistanceandotherelectricparameters.Thisarticlemainlyexpoundscontentsco

3、ncerningofthepotentiometer,includingdataprocessing,erroranalysis,experimentalimprovement,etc.Keywords：Potentiometer,compensationprincipleiii目录一、引言1二、实验要求1三、实验原理2（一）补偿原理2（二）UJ25型电位差计4四、实验仪器5五、实验内容6（一）自组电位差计6（二）UJ25型箱式电位差计7六、实验数据记录及处理7（一）自组电位差计测干电池电动势7（二）UJ25箱式电位差计测干电池电动势10（三）UJ25箱式电位差计测固定电阻11（四）UJ2

4、5箱式电位差计测电流表内阻13七、讨论与思考16（一）对实验中结果和误差的进一步分析16（二）对实验方法、实验内容或实验仪器的改进意见与建议18（三）实验中经验教训的总结21八、实验感想22（一）实验后的感想、收获、体会、意见或建议22（二）教学改革或任课教师的评价、意见和建议23九、参考文献25十、附录26（一）原始数据记录纸26iii北航基础物理实验研究性报告——电位差计及其应用一、引言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动势的常用仪器，它具有准确度高、使用方便、测量结果稳定可靠等特点，常被用来精确地直接测量电压或间接测量电流、电阻等电学参量。除此以外，还可用于校正各种

5、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。电位差计分直流电位差计和交流电位差计。直流电位差计用于测量直流电压，使用时调节标准电压的大小，以达到两个电压的补偿。交流电位差计用于测量工频到声频的正弦交流电压。两同频率正弦交流电压相等时，要求其幅值和相位均相等，因此交流电位差计的线路要复杂一些，并且至少有两个可调量。随着直流电流比较的理论和技术不断发展和完善，出现了准确度很高的直流电流比较仪式电位差计，其测量误差约为百万分之一数量级。二、实验要求（一）学习补偿原理和比较测量法；（二）牢固掌握基本电学仪器的使用方法，进一步规范实验操作；（三）培养电学实验的初步设

6、计能力；（四）熟悉仪器误差限和不确定度的估算26北航基础物理实验研究性报告——电位差计及其应用三、实验原理（一）补偿原理测量干电池电动势Ex的最简单方法是把伏特表接到电池的正负极上直接读数（见图1），但由于电池和伏特表的内阻（电池内阻r≠0，伏特表内阻R不能看成∞），测得的电压V=ExRR+r并不等于电池的电动势Ex。它表明：因伏特表的接入，总要从被测电路上分出一部分电流，从而改变了被测电路的状态。此误差称为接入误差。图1用电压表测电池电动势电路图为了避免接入误差，可以采用如图2所示的“补偿”电路。如果cd可调，Ex，则总可以找到一个cd的位置，使得Ex所在回路中无电流通过，这时Vcd=E

7、X。上述原理称为补偿原理，回路EX→G→d→c→EX称为补偿回路；E→S→A→B→E构成的回路成为辅助回路。为了确认补偿回路中没有电流通过（完全补偿），应当在补偿回路中接入一个具有足够灵敏度的检流计G，这种用检流计来判断电流是否为零的方法，称为零示法。26北航基础物理实验研究性报告——电位差计及其应用图2补偿法测电动势电路图由补偿原理可知，可以通过测定Vcd来确定Ex，再采用比较测量法。如图2所示，把Ex接入RAB的抽头