超给力电位差计测电阻率设计实验报告

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1、大学物理实验设计性实验--电位差计测金属丝电阻率姓名：班级：学号：指导教师：实验地点：-9-一、【实验目的】1.初步了解电位差计的结构,并学会正确使用；2了解并掌握电位差的工作原理—补偿原理。3能用电位差计进行电阻率的测定。4了解设计性实验的工作方法，培养独立工作的能力。5培养对物理实验的兴趣,为以后在物理上的发展打下基础。二、【实验原理】利用电位差计，通过补偿原理，来测定未知电阻和已知电阻两端的电压，利用分压原理，算出未知电阻的阻值，利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径，通过电阻率公式即可计算出电

2、阻率。补偿原理在图1的电路中，设E0是电动势可调的标准电源，Ex是待测电池的电动势（或待测电压Ux），它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G，用来检测回路中有无电流通过。设E0的内阻为r0；Ex的内阻为rx。根据欧姆定律，回路的总电流为：-9-电位差原理如果我们调节E0使E0和Ex相等，由(1)式可知，此时I=0，回路无电流通过，即检流计指针不发生偏转。此时称电路的电位达到补偿。在电位补偿的情况下，若已知E0的大小，就可确定Ex的大小。这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。显然，用补偿法测定Ex，必须要求E

3、0可调，而且E0的最大值E0max＞Ex，此外E0还要在整个测量过程中保持稳定，又能准确读数。在电位差计中，E0是用一个稳定性好的电池（E）加上精密电阻接成的分压器来代替的，如图2所示。图2中，由电源E、限流电阻R1以及均匀电阻丝RAD构成的回路叫做工作回路。由它提供稳定的工作电流I0，并在电阻RAD上产生均匀的电压降。改变B、C之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与E0相似的作用。为了能够准确读出该电压的读数，使用一个标准电池进行校准。换接开关K倒向“1”端，接入标准电池ES，由ES、限流电阻R2、

4、检流计G和RBC构成的回路称为校准回路。把B、C-9-固定在适当的位置（如图中的位置），设RBC=RS，调节R1（即调节I0），总可以使校准回路的电流为零，即RS上的电压降与ES之间的电位差为零，达到补偿。由欧姆定律可知：即（2）这一过程叫做电位差计的校准，又称“工作电流的标准化”。测量Ex时，把换接开关投向“2”端，接入待测电池Ex。接入待测电池Ex，由Ex、限流电阻R2、检流计G和RBC’构成了测量回路。调节BC’之间的距离，总可以找到另一位置BC’，使测量回路的电流为零，即RBC’上的电压降和Ex之间的电位差为

5、零，测量回路达到补偿。设此时RBC’=Rx，于是有可推导出出以上这种调节补偿的方法，叫做“定流变阻”调节法。UJ361型电位差计的工作原理如图3所示。图中Ex是待测电动势；ES是标准电池；RS是标准电阻；G是检流计。-9-当把开关K掷向aa端时，标准电池ES所在回路接通，调节工作回路中的电阻Rp，即改变通过标准电阻RS及RAB的电流，直至检流计G的指针指零，此时利用公式一、【实验仪器及介绍】UJ31型电位差计、检流计、滑线变阻器、直流电阻箱、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀开关、单刀（双刀）双掷开关、待测电阻、螺旋

6、测微器、刻度尺、导线若干等。UJ31型电位差计图5.8.2UJ31型电位差计面板图UJ31型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计，其测量范围为(置档)或（置档）。使用外接工作电源，标准电池和灵敏电流计均外接，其面板图如图5.8.2所示。调节工作电流（即校准）时分别调节（粗调）、（中调）和（细调）三个电阻转盘，以保证迅速准确地调节工作电流。是为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的，当温度不同引起标准电池电动势变化时，通过调节，使工作电流保持不变。被分成Ⅰ-9-（）、Ⅱ（）和Ⅲ（）三个电阻转盘，并在转盘上标出对

7、应的电压值，电位差计处于补偿状态时可以从这三个转盘上直接读出未知电动势或未知电压。左下方的“粗”和“细”两个按钮，其作用是：按下“粗”铵钮，保护电阻和灵敏电流计串联，此时电流计的灵敏度降低；按下“细”按钮，保护电阻被短路，此时电流计的灵敏度提高。为标准电池和未知电动势的转换开关。标准电池、灵敏电流计、工作电源和未知电动势由相应的接线柱外接。UJ31型电位差计的使用方法：（1）将置到“断”，置于“”档或“”档（视被测量值而定），分别接上标准电池、灵敏电流计、工作电源。被测电动势（或电压）接于“未知1”（或“未知2”）。

8、(2)根据温度修正公式计算标准电池的电动势的值，调节的示值与其相等。将置“标准”档，按下“粗”按钮，调节、和，使灵敏电流计指针指零，再按下“细”按钮，用和精确调节至灵敏电流计指针指零。此操作过程称为“校准”。(3)将置“未知1”(或“未知2”)位置，按下“粗”按钮，调节读数转盘Ⅰ、Ⅱ使灵敏电流计指零，再按下“细”按钮，精确调节读数转盘Ⅲ使灵敏电