大学物理设计性实验 表头参数的测定1

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大学物理实验设计性实验

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告

实

表头参数的测定

实验目的

1.了解箱式电位差计的工作原理和结构特点。

2.测量表头的三个重要的参数:内阻Rg,满偏电流（量程）Ig,等级a。 3.学会使用箱式电位差计以及用电位差计测量表头的参数。 4.测出校准数据，画出校准曲线。 实验仪器

UJ36a箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头。

实验原理及内容

1．电位差计的原理及结构

电位差计根据补偿法原理制成。

补偿原理：利用补偿原理所构成的仪器，称为电位差计。电位差计原理如图1所示，它由两个回路组成。电源E、可调电阻R、电阻Rab、开关K1,把K 拨向E0端，调节R，以改变辅助回路的电流。当检流计指零时，电阻RCD = RS，两端的电位差恰与外补偿回路中标准电池的电动势相等，即ES=I0RS，此时称电路达到补偿。电流I0称为已标准化的电流，工作电流标准化后，紧接着把K拨向EX端，改变滑动触头C、D位置到C’、D’，使检流计又一次指零，这时C’、D’间电位差恰和待测电动势相等。设C’、D’间的电阻为RX，则未知电动势

EX = I0 RX = EX RX/RS ( 1)

图 1.电位差计原理图

2.用电位差计测表头的内阻Rg 利用串联电阻分压原理，将标准电阻Rs和待测表头串联，分别测出标准

电阻和待测表头两端的电压Us,Ug，根据Rg如图2所示。

R=UgSU可得Rg=UgSUS?RS。

图2

3.用箱式电位差计校正电压表 用箱式电位差计校正电压表

用箱式电位差计校正电压表，如图4所示．由于电位差计量程很小，一般不能直接与待校表测量同一电压值，而是将两个相差较大的标准电阻R10和R20串联起来，电位差计只测量较小电阻R20上两端电压。就可以计算出电压表两端电压。

?，则电压表例如，若R20=nR10，（本实验取n=100）。电位差计平衡时，读数为US

?。对应的电压表读数作为的UX，将各个U值相应两端电压的电压为US?(n?1)USS

的UX值比较，得到电表各示值的误差△U =Us-Ux,以UX值为横轴，以指示值的误差△U为纵轴作校正曲线，并确定被标准校表的级别?。

?U?100% ??量程

图3 图4

4.表头量程的测量

将标准电阻RS，电阻箱，表头串联，调节电阻箱使表头达到满偏时

用电位差计测出标准电阻两端的电压Us后可得表头的量程为

Ig=Us/Rs。如图5所示。

图5

实验步骤

1. 用电位差计测电流表的内阻

①按图接好实验电路（注意电位差计的极性），将电位差计倍率开关选择

，调节工作电流调节电阻，使检流计的指针?1，将电键开关打向“标准”

指在中央0刻度处。

②将转换开关打到“未知”，合上开关K1，调节步进读数盘和滑线读数盘

使检流计再次指向中央零刻度处，记录下步进盘读数A1和滑线盘读数B1.

③将电位差计接至待测表头两端，闭合开关K1,重新调节步进读数盘和滑

线读数盘使检流计再次指零，记录下步进盘的读数A2和滑线盘读数B2.

④根据电位差计的读数原理可得，标准电阻两端的电压Us=A1+B1,表头G

两端的电压Ug= A2+B2,则根据内阻计算公式Rg=Ug阻Rg=( A2+B2)*Rs/(A1+B1) 2 用电位差计校正电压表

US?RS可得求得内

(1)按图4连接好电路，标准电阻R10和R20取适当的值(本实验取R10,R20分别为

10欧姆.990欧姆)，差值应较大，比值为1：99。串联起来，R10两端接在电位差计的“未知”接线柱上。

(2)校准电位差计的工作电流。

将电位差计的电键开关打到“未知”，将倍率开关打到?1.调节滑线变阻器使电压表的值依次为0.30V，0.60V，0.90V，1.20V，1.50V，1.80V，2.10V，2.40V，2.70V，3.00V同时记下相应的R20的端电压，再调节滑线变阻器使电压表的值依次为3.00V，2.70V,2.40V，2.10V，1.80V，1.50V，1.20V，0.90V,0.60V,0.30V，记下R20 的端电压。

(3)根据R20 的端电压计算出R10 和R20两端的电压，并与电压表的读

数进行比较，计算出该电压表的等级度并做出校正曲线。 3 表头量程的测量

（1）按图连接好实验电路，将电位差计倍率开关选择?1，将电键开

关打向“标准”，调节工作电流调节电阻，使检流计的指针指在中央0刻度处。

（2）合上开关，调节变阻箱和电源，使表头指针达到满偏（即电流

为最大）。将电位差计的电键打到“未知”，调节步进读数盘和滑线读数盘使检流计的指针指零，记录下读数Is。

（3）流过标准电阻的电流即为表头的最大电流即表头的量程，即

Ig=Is/RS

实验原始数据纪录表

1．表头内阻的测定 倍率:_X1_______ 标准电阻取值Rs:____100____ Ω 测量1 2 3 4 5 次数 电位Us(1) Ug(1) Us(2) Ug(2) Us(3) Ug(3) Us(4) Ug(4) Us(5) Ug(5) 差计15.00 23.46 的表100.30 156.30 82.90 129.91 59.45 92.92 45.95 71.60 盘读数 2．校正电压表 倍率：___X1_____ 标准电阻取值：R10:_10_ Ω R20:_990__ Ω

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