大学物理实验电位差计的数据处理

《大学物理实验》教案实验4 电位差计的使用

【课题】用电位差计测热电偶的电动势（3学时） 【目的】

1、了解电位差计的工作原理。 2、掌握用电位差计测量电动势的方法。

【重点】电位差计的使用方法 【难点】工作电流标准化的调节 【前言】

电位差和电动势是电学实验中经常碰到的物理量，对它们的值进行测量时，一般情况下都是使用伏特表，但由于测量支路的分流作用，这样测出的电位差并不 是用电元件上电位差的真实值。若能使测量支路上的电流为零，就能得到准确的结果。电位差计就是根据这个原理设计的。电位差计是采用补偿法测量电位差或电动 势的一种仪器。它通过将未知电势与电位差计上的已知电势相比较，此时被测的未知电压回路上没有电流，测量结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以 及高灵敏度的检流计。电位差计的测量准确度可达到99.99%或更高，可以用来精确测量电动势、电位差、电流、电阻、温度、压力、位移和速度等物理量，在 生产检测和科学实验中得到了广泛的应用。

【教学内容】

一、实验原理 1、补偿法原理

电位补偿法又称比较法，是通过将未知电动势与已知的标准电动势进行比较从而得到未知电动势值的测量方法。

如图1，已知电动势为EN，其值可变并可确切知道，当按照电路连

《大学物理实验》教案实验4 电位差计的使用

【课题】用电位差计测热电偶的电动势（3学时） 【目的】

1、了解电位差计的工作原理。 2、掌握用电位差计测量电动势的方法。

【重点】电位差计的使用方法 【难点】工作电流标准化的调节 【前言】

电位差和电动势是电学实验中经常碰到的物理量，对它们的值进行测量时，一般情况下都是使用伏特表，但由于测量支路的分流作用，这样测出的电位差并不 是用电元件上电位差的真实值。若能使测量支路上的电流为零，就能得到准确的结果。电位差计就是根据这个原理设计的。电位差计是采用补偿法测量电位差或电动 势的一种仪器。它通过将未知电势与电位差计上的已知电势相比较，此时被测的未知电压回路上没有电流，测量结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以 及高灵敏度的检流计。电位差计的测量准确度可达到99.99%或更高，可以用来精确测量电动势、电位差、电流、电阻、温度、压力、位移和速度等物理量，在 生产检测和科学实验中得到了广泛的应用。

【教学内容】

一、实验原理 1、补偿法原理

电位补偿法又称比较法，是通过将未知电动势与已知的标准电动势进行比较从而得到未知电动势值的测量方法。

如图1，已知电动势为EN，其值可变并可确切知道，当按照电路连

直流电位差计的使用实验

电位差计是利用电压补偿原理精确测量直流电压和电动势的仪器。如果配用标准电阻，还可以精确测量电流和电阻，它也常用于非电学参量（如压力、温度、位移等）的电测量中，是电磁测量中常用仪器之一。本实验用电位差计测量电表内阻和校准电表。

【实验目的】

1．了解电位差计的工作原理和结构特点，掌握其使用方法。 2．用电位差计测电流表的内阻。 3．用电位差计校准电流表。 【实验器材】

UJ36型携带式直流电位差计、毫安表、微安表、工作电源、滑线变阻器、标准电阻２个（10?，100?）、双刀双掷开关等。

【实验原理】

一、电位差计的工作原理

如果要测未知电动势Ex，原则上可按图5-20-1安排电路。其中E0是可调电压的电源。调节E0使检流计指零，则表示在这个回路中电动势Ex和E0必然大小相等，即

Ex?E0 （5-20-1） 这时，我们称电路达到补偿。在补偿条件下，如果E0的数值已知，则Ex即可求出。根据此原理制成的测量电动

势或电位差的仪器称为电位差计。

我们可以用分压电路来获得可调的电压，如图5-20-2所示，其中电源E、限流电阻RP，分压电阻R和标准电阻RN联成一个回路，称为辅助回路。分压电阻的滑动端c和固定端

篇一：北航物理实验研究性实验报告——电位差计及其应用

北航物理实验研究性实验报告

——电位差计及其应用

作者：

学号：

目录

摘要........................................................................................................................ 3

一实验重点............................................................................................................ 3

二实验原理............................................................................................................ 3

补偿原理........................................................................................................ 3

UJ25型电位差

实验预习报告

院（系）名称班

别

姓名

专业名称学号

实验课程名称普通物理实验（2）

实验项目名称电位差计的原理及使用

内容包含：实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验预习中的问题探讨

【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ES 、EX和检流计G联成闭合回路。当ES < EX时，检流计指针偏向一边。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

用excel处理大学物理实验数据：

大学物理试验特点：好做，数据难处理，尤其是不确定度以及方差之类的东西。用计算器算太困难。下面本人介绍一种简单实际的计算机处理方法。（excel高手就不必看了） 1、 新建excel表格，根据自己的表格建立excel表格，此处不详细介绍了，不会可以上网找，

或者去借本书自己看。 2、 将原始数据填入表格。 3、 用公式和函数处理数据。

公式部分：根据你的原始数据输入公式求出要求的值，如下图：

图中“=B1*9.8”即为公式，B1是数字2的坐标，然后回车就OK了，接下来就到了excel的独特魅力的地方了，批量处理数据

当结果出来以后，把鼠标放在19.6那一格的右下角处，当出现“＋”符号时，点住鼠标左键向右拖，拖到第五个格时所有的数据都有了。

OK，会了吗？

介绍一下符号 乘：“*” 除：“/ ” 平方：“^2”即“5^2”就是求5的平方，同样3次方就把“^”后面的2改成3，开平方就改成0.5， 顺序先后就加括号就行了，比如：

处理复杂的批量运算很爽的!!

函数功能，更能体现excel的优势了， 这里介绍几个常用的函数把，

sum函数：求和，可以求一列的和或一行的和 average函数：求平均值。

st

THMV-1型直流电位差计实验仪

直流电位差计的原理和使用

补偿法是电磁测量的一种基本方法。电位差计就是利用补偿原理来精确测量电动势或电位差的一种精密仪器。其突出优点是在测量电学量时，它不从被测量电路中吸取任何能量，也不影响被测电路的状态和参数，所以在计量工作和高精度测量中被广泛利用。电位差计又叫电位计，它有多种类型，其中十一线电位差计是一种教学仪器，它结构简单、直观性强，便于学习和掌握；而箱式电位差计是测量电位差的专用仪器，它使用方便、测量准确、稳定性好，在科学实验和工业生产中经常用到。

电位差计是电磁学测量中用来直接精密测量电动势或电位差的主要仪器之一。它用途很广泛，不但可以用来精确测量电动势、电压，与标准电阻配合还可以精确测量电流和电阻和功率等，还可以用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，有些电器仪表厂则用它来确定产品的准确度和定标，而且在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有极其重要的地位。它不仅被用于直流电路，也用于交流电路。因此在工业测量自动控制系统的电路中得到普遍的应用。

一、实验目的

1．学习和掌握电位差计的补偿工作原理、结构和特点。

2．学习用十一线式电位差计来测量未知电动势或电位差的方法和技巧。 3．培养

用新型十一线电位差计测量电动势

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、高灵敏度的仪表的不断出现，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。FB325新型十一线电位差计是在传统的板式十一线电位差计基础上加以改进的实验仪器，它具有体积小、直观、实验原理清楚、不容易损坏等特点，而FB322电位差计实验仪是FB325新型十一线电位差计的配套仪器，它提供有十一线电位差计工作所需的工作电源、标准电动势、检流计及待测电动势（二种），也可以配用于传统的板式十一线电位差计，设计合理、紧凑并使用方便。

【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

东北石油大学 ,物理实验报告

用电位差计测量电动势

实验目的 实验方法原 理

(1) 掌握电位差计的基本线路及测量原理。

(2) 掌握用线式电位差计、UJ37箱式电位差计测量电动势的电压的基本实验方法。

(1) 用补偿法准确测量电动势（原理）

如图3-10-2所示。EX是待测电源，E0是电动势可调的电源，E0和EX

流计联在一起。当调节E0的大小，使夫流计指针不偏转，即电路中没有电个电源的电动势大小相等，互相补偿，即EX＝E0，电路达到平衡。

(2) 电位差计测量电动势（方法）

由电源E、开关K、变电阻RC精密电阻RAB和毫安表组成的回路叫工作回路。由RAB上有压降，当改变a0、b0两触头的位置，就改变a0、b0间的电位差Ua。b。，就相当于可调电动势E0。测量时把Ua。b。引出与未知电动势EX比较。由EX、KX和Raxbx组成的回路叫测量回路。调节RC的大小，使工作回路中电流值I0和RAB的乘积I0RAB略大于ES和EX二者中大的一个。 实验步骤

通过检

流时，两

3-10-2补偿原理

(1) 用线式电位差计测电池电动势

3-10-3电位差计原理图

① 联结线路

按书中图3-10-4联电路，先联接工作回路，后联接测量回路。正确联接测量回路的关键是正确联双刀双掷开关K2。

误差及数据处理

物理实验离不开测量，数据测完后不进行处理 ，就难以判断实验效果，所以实验数据处理是物理实验非常重要的环节。这节课我们学习误差及数据处理的知识。数据处理及误差分析的内容很多，不可能在一两次学习中就完全掌握，因此希望大家首先对其基本内容做初步了解，然后在具体实验中通过实际运用加以掌握。

一、测量与误差

1. 测量

概念：将待测量与被选作为标准单位的物理量进行比较，其倍数即为物理量的测量值。

测量值：数值+单位。

分类：按方法可分为直接测量和间接测量；按条件可分为等精度测量和非等精度测量。 直接测量：可以用量具或仪表直接读出测量值的测量，如测量长度、时间等。

间接测量：利用直接测量的物理量与待测量之间的已知函数关系，通过计算而得

到待测量的结果。例如，要测量长方体的体积，可先直接测出长方体的长、宽和高的值，然后通过计算得出长方体的体积。

等精度测量：是指在测量条件完全相同（即同一观察者、同一仪器、同一方法和

同一环境）情况下的重复测量。

非等精度测量：在测量条件不同（如观察者不同、或仪器改变、或方法改变，

或环境变化）的情况下对同一物理量的重复测量。

2.误差

真值A：我们把待测物