物理實驗報告9-電位差計

實驗名稱：電位差計實驗目的：了解電位差計改裝的原理，掌握一般使用的方法學習使用電位差計校準電流表實驗儀器： UJ33a型電位差計等。實驗原理和方法： 一、“UJ33a型電位差計”使用方法 倍率開關平時處于“斷”位置，使用時旋轉(zhuǎn)到所需位置（本實驗為“”位置），開關 旋轉(zhuǎn)至“測量”位置。接通電源后，旋動“調(diào)零”旋鈕使檢流計指零；將鍵扳向“標準”，旋動 “工作電流調(diào)節(jié)”旋鈕，使檢流計指針指零，這時工作電流達到額定值10.0000mA，儀器準備就緒。 測量時，將調(diào)節(jié)補償電壓的三個盤或旋鈕調(diào)到與待測電壓差不多大小后，將鍵扳向“未知” 位置，調(diào)節(jié)讀數(shù)盤（一般調(diào)最右邊的大盤即可），使檢流計指針返零，松開鍵，即可讀數(shù)。測量 完畢，扳回“斷”位置。二、電位差計工作原理和測量線路 電位差計采用比較法（補償法）測量電壓，測量時無須從待測電路取出電流，不會干擾待測電 路的工作狀態(tài)，因而可以進行精密的測量。由于在結(jié)構上采用了高精度的電阻元件、標準電池和靈 敏的檢流計，因而測量結(jié)果具有很高的精度。使用時將鍵扳向“標準”，使標準電阻兩端的電壓 與標準電池電動勢比較，調(diào)節(jié)“工作電流調(diào)節(jié)”旋鈕使檢流計指零，則工作電流為10.000mA，再 將待測電壓與某一段電阻上的電壓進行比較，從而確定待測電壓。三、校準微安表 按照線路圖連接好電路，并將標準電阻兩旁的導線接到電位差計的“未知”接線柱，就可進行 微安表校準。所謂“校準”就是在每個電表電流讀數(shù)下，測定電阻兩端的準確電壓，從而算出準確 電流，再與電表讀數(shù)電流進行比較。所謂“上行”是指電流表讀數(shù)由小到大逐點測定相應的電壓值 （讀至小數(shù)點后3位）；“下行”則由大到小逐點進行測定。校準電流數(shù)據(jù)填入到數(shù)據(jù)記錄表中。 注意：1.校準電表前必須先進行檢流計調(diào)零，并校準工作電流； 2.校準時要隨時注意微安表讀數(shù)是否穩(wěn)定，如不穩(wěn)定，應先將電流表穩(wěn)定，再進行讀數(shù)。四、數(shù)據(jù)處理 算出“上行”、“下行”電流平均值，與表的讀數(shù)值之差就是電流表在該讀數(shù)下的誤差；在 坐標紙上作出校準曲線，然后確定改裝表的等級： 此處為電流表量程。當為0.5級，為1.0級，為 1.5級，為2.0級…。由此確定被校準表的實際等級。思考題：1．電位差計測電壓的方法與用電壓表測電壓的方法有什么不同 答：用電位差計測電壓采用的是比較法測量電壓，測量時候不需要從待測電路中取出電流，不 會干擾到待測電路的工作狀態(tài)，因此可以進行精確度很高的測量；而用電壓表測量電壓， 用的是直接的測電流，因為制作高精度的電壓表相當困難，而且無論電壓表多么理想，實 際上，它還是會干擾到待測電路的電流，因此進行高精度測量時不宜采用直接用電壓表測 量電壓。 2．電位差計的測量結(jié)果能具有很高的精度？ 答：電位差計不需要從待測電路中取出電流，不會干擾到待測電路的工作狀態(tài)，因而可以進行 精密測量。由于在結(jié)構上采用了高精密度的電阻元件、標準電池和靈敏的檢流計，因而測 量結(jié)果具有很高的精度。 3．如果不校準工作電流就進行測量，會有什么后果？答：電位差計測量電壓采用的是比較法，校準電流是為了能達到我們的精度要求，如果不進行 校準工作電流，就會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，從而導致測量結(jié)果存在奔可以避免的誤差，影響數(shù)據(jù) 的精確度。4．直流電位差計中為什么要使用標準電池？答：由電位差計的工作原理可以知道：，電位差計的工作電阻為標準電阻101.86，