物理实验报告9-电位差计

实验名称：电位差计实验目的：了解电位差计改装的原理，掌握一般使用的方法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。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。使用时将键扳向“标准”，使标准电阻两端的电压 与标准电池电动势比较，调节“工作电流调节”旋钮使检流计指零，则工作电流为10.000mA，再 将待测电压与某一段电阻上的电压进行比较，从而确定待测电压。三、校准微安表 按照线路图连接好电路，并将标准电阻两旁的导线接到电位差计的“未知”接线柱，就可进行 微安表校准。所谓“校准”就是在每个电表电流读数下，测定电阻两端的准确电压，从而算出准确 电流，再与电表读数电流进行比较。所谓“上行”是指电流表读数由小到大逐点测定相应的电压值 （读至小数点后3位）；“下行”则由大到小逐点进行测定。校准电流数据填入到数据记录表中。 注意：1.校准电表前必须先进行检流计调零，并校准工作电流； 2.校准时要随时注意微安表读数是否稳定，如不稳定，应先将电流表稳定，再进行读数。四、数据处理 算出“上行”、“下行”电流平均值，与表的读数值之差就是电流表在该读数下的误差；在 坐标纸上作出校准曲线，然后确定改装表的等级： 此处为电流表量程。当为0.5级，为1.0级，为 1.5级，为2.0级…。由此确定被校准表的实际等级。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。4．直流电位差计中为什么要使用标准电池？答：由电位差计的工作原理可以知道：，电位差计的工作电阻为标准电阻101.86，