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

       倍率开关平时处于“断”位置，使用时旋转到所需位置（本实验为“”位置），开关   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，松开键，即可读数。测量       完毕，扳回“断”位置。

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实验预习报告

实验原始数据记录表

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一：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

二：实验仪器：UJ33a型电位差计等。

三：实验原理和步骤：

       一、“UJ33a型电位差计”使用方法

       倍率开关平时处于“断”位置，使用时旋转到所需位置（本实验为“”位）开关       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，松开键，即可读数。测量 完毕，扳回“断”位置。

二、电位差计工作原理和测量线路

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北 航 物 理 研 究 性 实 验 报 告

北航物理研究性实验报告 ——自组电位差计及其应用

班级：

第一作者：

学号：

第二作者：

学号：

1

北 航 物 理 研 究 性 实 验 报 告

目录

摘要....................................

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一：实验目的...........................

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二：实验原理...........................

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补偿原理..........................

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零示法............................ 3 测量原理..........................

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UJ-25型电位差计................

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三：实验仪器...........................

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基础物理实验研究性报告

电位差计及应用

第一作者

一、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。尽管如此，电位差计作为补偿法的典型应用，在电学试验中仍有重要的训练价值。本文以“电位差计及其应用”为主要内容。先介绍了自组电位差计的基本原理以及操作过程，而后进行了数据处理以及不确定度计算并进行误差分析。同时根据所做的电位差计及应用相关实验提出自己对本实验的意见及建议。

关键词：电位差计；自组；误差分析

二、实验原理

1、补偿原理

测量干电池电动势Ex的最简单办法是把伏特表借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不能看做∞），测得的电压V=?/(?+?)并不等于电池的电动势。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。我们把由此造成的误差称为接入误差。

图一  用电压表测电池电动势

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，E> ，则总可以找到一个cd位置，使 所在回路中无电流通过，这时?cd= 。上述原理称为补偿原理；回路 →?→?→?→ 称为补偿回路；E→?→?→?→?构成的回路称为辅助回路。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，称为示零法。

图2  补偿法测电动势

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电位差计校准电流表

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思考题：

1．电位差计测电压的方法与用电压表测电压的方法有什么不同

答：用电位差计测电压采用的是比较法测量电压，测量时候不需要从待测电路中取出电流，不会干扰到待测电路的工作状态，因此可以进行精确度很高的测量；而用电压表测量电压，用的是直接的测电流，因为制作高精度的电压表相当困难，而且无论电压表多么理想，实 际上，它还是会干扰到待测电路的电流，因此进行高精度测量时不宜采用直接用电压表测 量电压。

2．电位差计的测量结果能具有很高的精度？

答：电位差计不需要从待测电路中取出电流，不会干扰到待测电路的工作状态，因而可以进行精密测量。由于在结构上采用了高精密度的电阻元件、标准电池和灵敏的检流计，因而测量结果具有很高的精度。

3．如果不校准工作电流就进行测量，会有什么后果？

答：电位差计测量电压采用的是比较法，校准电流是为了能达到我们的精度要求，如果不进行校准工作电流，就会产生系统误差，从而导致测量结果存在奔可以避免的误差，影响数据的精确度。

实验感想与体会 组装电路时，应按照电路图从电路的一端出发，先连好干路，再分别逐次连接各支路，一步一步地都做对不要觉得麻烦就随便连接，否则很容易使自己迷失方向或者使导线连接错误等等，导致后面的实验不能进行。还有，在使用检流计之前，应该先大概估计一下电流，否则，即使再快的断开开关也可能会使指针因摆动角度过大从而造成仪器损坏。这次试验的操作比较容易，然而其数据处理，尤其是不确定度的计算比较复杂，通过实验让我更加深刻地体会和了解了不确定度的计算的重要性。在本次实验中，不确定度的来源很多，比如电阻误差，检流计灵敏度不匹配，标准电池电动势的微小变化，气温微变化，干路电流的微小变化等等，这就需要我们逐个的去分析，舍去较小的因素，保留主要的不确定度来源，我还了解到数据记录的重要性，此次数据记录不多。但是很杂，特别是与不确定度计算有关的一起数据已被忽略，以后我做实验之前一定要先把现实条件考虑充分，要考虑到各种可能出现误差的地方，并在做实验时多加留意。另外， 每做完一个小实验之后应该先将所有仪器收好，摆成初始状态，然后再开始下一个实验，这样看似乎耽误时间，实际上由于整齐的桌面提高了效率，，使得下一个实验可以更快的完成，而且不至于在实验中不慎打碎未用的仪器造成不可挽回的结果，所以，及时收拾桌面对于后面几个实验的完成是很

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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

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，松扳向“未知”

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

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