用电位差计测电动势实验报告
篇一：十一线电位差计测电动势(实验报告)
大学物理实验报告
实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员
【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。

【实验仪器】
11线板式电位差计、检流计、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀双掷开关、保护电路组
【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 ，则ES = EX。

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
图1 补偿电路
2. 十一线电位差计的工作原理
如图2所示，AB为一根粗细均匀的电阻丝共长11米，它与直流电源组成的回路称作工
作回路，由它提供稳定的工作电流I0；由待测电源EX、检流计G、电阻丝CD构成的回
路称为测量回路;由标准电源ES、检流计G、电阻丝CD 构成的回路称为定标（或校准）
回路。

调节总电流I0的变化可以改变电阻丝AB单位长度上电位差U0的大小。

C、D
为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB上取适当的电位差来与测量支路上的电位差（或电动势补偿）。

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图2 电位差计原理图
1) 预设
当直流电源接通，K2既不与ES接通、又不与EX接通时，
流过AB的电流I0和
CD两端的电压分别为
I0?
ER?RAB
（1）
UCD?UC?UD?
检流计G。

适当移动C和D点的位置以改变
ER?RAB
RCD
（2）
式中R为直流电源的总电阻。

当电键K2倒向 1时，则AB两点间接有标准电源ES和指零，标准电池无电流流过，此时UCD就是标准电池的电动势，电位差计达到了平衡。

令UCD 。

当UCD＝ES时，检流计的指针
C、D间长度为lS ，因为电阻丝各处粗细均匀、电阻率都相等，则电阻丝单位长度上的
电压降为ES / lS 。

2）测量
在保证工作电流I0不变的条件下，将K2拨向2，则CD 两点间的ES换接了待测电源EX，由于一般情况下ES ≠ EX，因此检流计的指针将左偏或右偏，电位差计失去了重新达到平衡，使检流计G的指针再次指零。

令C、D两点之间的距离为lX，则待测电池的电动势为
平衡。

此时如果合理移动C和D点的位置以改变UCD，当UCD＝EX时，电位差计又
EX ＝ESlX / lS
所以，调节电位差计平衡后，只要准确量取lX值就很容易得到待测电源的电动势。

这就是
用补偿法测电源电动势的原理。

【实验步骤】
（1）按图2连接好电路。

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（2）测量电源电动势
粗调：接通电源E ，K2倒向“1”，估算lS大约应取的长度，将“C”插入适当的插孔。

中调：适当改变C、D位置，到G的指针基本不偏转为止。

（该步骤采用先找到G的指针向相反方向偏转的两个状态，然后用逐渐逼近的方法可以迅速找到平衡点。

）微调：使保护开关电阻的取值为零，微调触点D的位置，调至完全平衡，记录lS的长度。

（3）K2倒向“2 ”，用相同的步骤测出lX
（4）计算EX的值（5）重复步骤（2）（3）（4）进行测量，测量数据计入表格。

【数据记录】
1．记下实验所用标准电池的电动势ESES＝1.0186V
【数据处理】
lS1=6.3465mlX1=6.8375m → EX1=1.097V
lS2=3.8715mlX2=4.5850m →EX2=1.206V lS3=3.0225mlX3=3.2650m → EX3=1.100V
EX
=1.134V
【误差分析】
1. 电阻丝粗细不均匀或电阻率不均匀导致电阻丝长度有误差；
2. 检流计指针没有完全处于“0”刻度时就进行读数导致测量误差；
3. 检流计的屏蔽端钮没有接地，电位差计存在在绝缘不良的地方产生电位差，给测量结果
带来误差；
4. 实验过程中由于时间过长或者环境温度出现明显波动导致标准电池电势出现比较大的
变化带来误差；
*【实验改进】*
1. 将板式电阻改为数字滑动变阻器
2. 把直尺读数改为自动读数器
3. 直尺上镶磁性物质，使之与移动铁片相互作用
4. 把直尺与滑片接触处改为凹槽（类似天平的游码形
式）
5. 把电阻线改为绣花针般的金属杆，不好变形（影响试验结果）
6. 将电阻线绕成圆柱壮，方便读数。

（分光计读数盘的启示）---弹簧式千分电阻变阻器
7. 将电阻线固定在凹槽中
8. 改滑块为接触式圆孔，使电阻线接触穿过
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篇二：电位差计校准电表实验报告(完整版)
电位差计校准电流表
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2
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5
篇三：实验十电势差计测电动势
实验十、电势差计测电动势试验时间：XX.。

11.30 实验概述
【实验目的及要求】
1、用箱式电位差计测电动势。

【仪器及用具】
滑线式电势差计、箱式电势差计、工作电源、标准电池、待测电池、检流计、变阻器、各开关【实验原理】 1、补偿原理
1电路图进行测量，其如果要测量未知电动势Ex,可按图○
中E。

是可调电压的电源，调节E。

的大小使回路中的电流为零，则有：
1 Ex=E.○
这时，常称电路达到补偿，在补偿条件下，如果E。

数值已知，则Ex即可求出，据此原理构成的仪器称为电势差计。

2、箱式电位差计工作原理
2
箱式电位差计工作原理如图○
1.工作电流调节回路
E?R’?R1?R?E (辅助回路)
2.校正工作电流回路Es?Rs?G?K?Es先将开关K板向S 端，然后调节R’使灵敏电流计指针为零，回路（Es?Rs?G?K?Es 达到补偿，有ES?IRs）(1)
即辅助回路中电流达到标准化，其值为I?待测回路
Ex?X?G?RX?Ex
先将开关
Es3○ Rs
K板向X端，然后调节R’使灵敏电流计指
针为零。

回路（EX?RS?G?K?ES）达到补偿，这时
4 有Es?IRS ○
3代入○4式，得将○
EX?
RX
ES RS
5 ○
5式可知，从○如果ES,RS,RX为式Ex即可求出。

实验内容
【实验方案设计】（测量及调节方法）箱式电势差计使用并测电势
1.仪器的调整：将各元件接在面板上相应位置，把旋钮K3板向“X”
待用。

2.工作电流标准化：先按标准电池温度修正公式，算出室温下的
Ets将面板上
Rs旋到修正后的Ets值，将K板向“标准”，按下K2 “粗”，检流计指针偏离指零，调节Rp，及Rp2使指针指零后，
放松K2“粗”，按K2“细”，再调节RP3使指针指零点。

3.测量电池电动势，将K1板向“未知”，检流计偏离指零处，先后调节面板上Ⅰ、Ⅱ
、Ⅲ旋钮，使检流计指针回指零点。

Ux=（盘读数Ⅰ×1＋盘
读数Ⅱ×0.1＋盘读数Ⅲ×0.01）×倍率【实验过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）
1.按图连接号电路，把旋钮K3板向“X1”待用。

2.读出电池温度，算出室温下的Ets,将RS旋到修正后的Ets值，将K1板向“标准”，按下K2“粗”，检流计指针偏离指零，调节Rp1“粗”及Rp2“中”使指针指零，放松K2“粗”，按K2“细”，再调节RP3“细”，使指针准指零点，工作电流被角准到所需的标准电流。

3.在工作电流标准化后，立即将K1板向“未知”，检流计偏离指零处，先后调节面板上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ旋钮，使检流计指针回指零点，然后读数：
EX?VX?(盘读数Ⅰ×1＋盘读数Ⅱ×0.1＋盘读数Ⅲ×0.01)×倍率
4.Rs旋到
Ets附近的另一个值，重做步骤二、三，得到两组Ex值，每组测四次。

5.电势差计用毕，应将面板上“K”转至“断”。

【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）
t?23.80C
E20?1.0186V
E?E20?4?10?5(t?200C)?9?10?7(t?200C)2(V)E(t)?1.01844 5004V
【数据处理及结果】
1.50804?1.50796?1.50835?1.50828
4
?1.50816VEx?
【讨论】接线时要注意正、负极
2.接电阻时，要正、负一条条线接，不能正、负极接到电阻再接“标准”
指导老师评语及成绩【评语】。