《大学物理实验》课程教案讲义（下）第三章 电磁学实验

第三章日电磁学实验实验十示波器的原理和使用示波器是一种用途广泛的基本的电子测量仪器，用它能直接观察电信号的波形，也能测定电压信号的幅度、周期和频率等参数。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差或相位差。一些性能较好的示波器甚至可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测【实验目的】1.了解示波器的基本结构和工作原理。2.学会用示波器观察电信号的波形。3.观察利萨如图形，学会一种测量正弦波频率的方法。【实验仪器】GOS-620示波器、信号发生器【示波器的原理】示波器主要由示波管（CRT），放大与衰减电路，扫描发生器，触发同步，电源等组成。示波管产生电子束，经加速聚焦和偏转系统到达荧光屏。竖直方向（Y轴偏转板）输入待测信号，水平方向（X轴偏转板）加上示波器内部产生的锯齿波扫描电压，则水平轴光点的移动与时间成正比，可以代表t轴，竖直方向的运动与信号电压变化规律一致，代表U，如果二者的重复周期满足整数比关系：f,=nf，n=1，2，3，荧光屏上将出现1个，2个，3个稳定的波形。为满足上述要求，示波器内部设有扫描触发电路（Trigger），用Y轴信号电压自动控制x轴扫描电路的发生，从而起到整步的作用，这样显示的波形图象更加稳定

第三章 电磁学实验 实验十 示波器的原理和使用 示波器是一种用途广泛的基本的电子测量仪器，用它能直接观察电信号的波 形，也能测定电压信号的幅度、周期和频率等参数。用双踪示波器还可以测量两 个信号之间的时间差或相位差。一些性能较好的示波器甚至可以将输入的电信号 存储起来以备分析和比较。在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电 学量都可以用示波器来观测 【实验目的】 1. 了解示波器的基本结构和工作原理。 2. 学会用示波器观察电信号的波形。 3. 观察利萨如图形，学会一种测量正弦波频率的方法。 【实验仪器】 GOS-620 示波器、信号发生器 【示波器的原理】 示波器主要由示波管（CRT），放大与衰减电路，扫描发生器，触发同步，电 源等组成。示波管产生电子束，经加速聚焦和偏转系统到达荧光屏。竖直方向（Y 轴偏转板）输入待测信号，水平方向（X轴偏转板）加上示波器内部产生的锯齿 波扫描电压，则水平轴光点的移动与时间成正比，可以代表t轴，竖直方向的运 动与信号电压变化规律一致，代表U，如果二者的重复周期满足整数比关系：fy= nfx ，n= 1，2，3.，荧光屏上将出现 1 个，2 个，3 个.稳定的波形。为满足 上述要求，示波器内部设有扫描触发电路（Trigger），用Y轴信号电压自动控制X 轴扫描电路的发生，从而起到整步的作用，这样显示的波形图象更加稳定

示波管的基本结构如图3-10-1所示。主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分，全都密封在玻璃外壳内，里面抽成高真空。(1)电子枪：由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用。只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔，然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“亮度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极与第二阳极之间电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用，所以，第一阳极也称聚焦阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚焦”调节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚焦”，实际是调节第二阳极电位。(2）偏转系统：它由两对相互垂直的偏转板组成，一对竖直偏转板，一对水平偏转板。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。（3）荧光屏：屏上涂有荧光粉，电子打上去它就发光，形成光斑。不同材料的荧光粉发光的颜色不同，发光过程的延续时间（一般称为余辉时间）也不同。荧光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板，供测定光点位置用。在性能较好的示波管中，将刻度线直接刻在屏玻璃内表面上，使与荧光粉紧贴在一起以消除视差光点位置可测得更准。荧光屏一电子枪偏转系统p++FKGA2A1T一正广亮度聚焦辅助聚焦图3-10-1示波管的结构简图F-灯丝K-阴极G-控制栅极A,-第一阳极A,-第二阳极Y-竖直偏转板X-水平偏转板

示波管的基本结构如图 3-10-1 所示。主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏 三个部分，全都密封在玻璃外壳内，里面抽成高真空。 (1)电子枪：由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成。灯 丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。 控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极 发射出来的电子起控制作用。只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔， 然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“亮度”调整就是通过调节电位 以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极 电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极与第 二阳极之间电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用，所以，第 一阳极也称聚焦阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚焦”调 节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示 波器还有“辅助聚焦”，实际是调节第二阳极电位。 (2)偏转系统：它由两对相互垂直的偏转板组成，一对竖直偏转板，一对水 平偏转板。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从 而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。 (3)荧光屏：屏上涂有荧光粉，电子打上去它就发光，形成光斑。不同材料 的荧光粉发光的颜色不同，发光过程的延续时间(一般称为余辉时间)也不同。荧 光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板，供测定光点位置用。在性能较好的示波 管中，将刻度线直接刻在屏玻璃内表面上，使与荧光粉紧贴在一起以消除视差， 光点位置可测得更准。 图 3-10-1 示波管的结构简图 F-灯丝 K-阴极 G-控制栅极 -第一阳极 -第二阳极 Y-竖直偏转板 X-水平偏转板 A1 A2

1.示波器显示波形的原理（1）仅在垂直偏转板（Y偏转板）加一正弦交变电压：如果仅在Y偏转板加一正弦交变电压，则电子束所产生的亮点随电压的变化在Y方向来回运动，如果电压频率较高，由于人眼的视觉暂留现象，则看到的是一条竖直亮线，其长度与正弦信号电压的峰-峰值成正比。（2）仅在水平偏转板加一扫描（锯齿）电压：为了能使Y方向所加的随时间t变化的信号电压U(t)在空间展亮点在y轴方向的位移（垂直输入信号-正弦波）J4开，需在水平方向形成一时间轴。荧光屏这一t轴可通过在水平偏转板加BBCDy1-AyiAEyIy/E一如图所示的锯齿电压U,(t)，由YGy于该电压在0～1时间内电压随时间成线性关系达到最大值，使电亮点在x轴方向的位移（水平扫描信号-锯齿波）子束在荧光屏上产生的亮点随时间线性水平移动，最后到达荧光屏的最右端。在1～2时间内（最图3-10-2波形显示原理图理想情况是该时间为零）U,()突然回到起点（即亮点回到荧光屏的最左端）。如此重复变化，若频率足够高的话则在荧光屏上形成了一条水平亮线。常规显示波形：如果在Y偏转板加一正电压（实际上任何所想观察的波形均可）同时在X偏转板加一锯齿电压，电子束受竖直、水平两个方向的力的作用下，电子的运动是两相互垂直运动的合成。当两电压周期具有合适的关系时，在荧光屏上将能显示出所加正弦电压完整周期的波形图。如图3-10-2所示。2.利萨如图形的原理如果示波器的X和Y输入是频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则荧光屏上将呈现特殊的光点轨迹，这种轨迹图称为利萨如图形。图3-10-3所示的为f，f，=2：1的利萨如图形。频率比不同的输入将形成不同的利萨如图形。图3-10-4所示的是频率比成简单整数比值的几组利萨如图形。从中可总结出如下规律：如果作一个限制光点x、y方向变化范围的假想方框，则图形与此框相切时，横边上切点数n，与竖边上的切点数n，之比恰好等于Y和X输入的两正弦

1．示波器显示波形的原理 （1）仅在垂直偏转板（Y 偏转板）加一正弦交变电压：如果仅在 Y 偏转板加 一正弦交变电压，则电子束所产生的亮点随电压的变化在 Y 方向来回运动，如果 电压频率较高，由于人眼的视觉暂留现象，则看到的是一条竖直亮线，其长度与 正弦信号电压的峰-峰值成正比。 （2）仅在水平偏转板加一扫描（锯齿）电压：为了能使 Y 方向所加的随时间 t 化的信号电压U 空间展 开，需在水平方向形成一时间轴。 这一 t 轴可通过在水平偏转板加 一如图所示的锯齿电压 tU )( x ，由 压在 0～1时间内电压随时 间成线性关系达到最大值，使电 子束在荧光屏上产生的亮点随时 间线性水平移动，最后到达荧光 屏的最右端。在 1～2 时间内（最 理想情况是该时间为零） tU )( x 突 然回到起点（即亮点回到荧光屏的最左端）。如此重复变化，若频率足够高的话， 则在荧光屏上形成了一条水平亮线。 变 y 在 于该电 t)( 亮点在 轴方向的位移 y （垂直输入信号 正弦波 - ) 亮点在 轴方向的位移 x （水平扫描信号 锯齿波） - 荧光屏 A B C D E F G H I By By Dy Cy Ay Ey Iy Hy Gy Fy a b c d e f g h i t a b c d e f g h i U t 图 3-10-2 波形显示原理图 常规显示波形：如果在 Y 偏转板加一正电压（实际上任何所想观察的波形均 可）同时在 X 偏转板加一锯齿电压，电子束受竖直、水平两个方向的力的作用下， 电子的运动是两相互垂直运动的合成。当两电压周期具有合适的关系时，在荧光 屏上将能显示出所加正弦电压完整周期的波形图。如图 3-10-2 所示。 2．利萨如图形的原理 如果示波器的X和Y 输入是频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则 荧光屏上将呈现特殊的光点轨迹，这种轨迹图称为利萨如图形。图 3-10-3 所示 的为 的利萨如图形。频率比不同的输入将形成不同的利萨如图形。 图 3-10-4 所示的是频率比成简单整数比值的几组利萨如图形。从中可总结出如 下规律：如果作一个限制光点 x、y 方向变化范围的假想方框，则图形与此框相 切时，横边上切点数 与竖边上的切点数 之比恰好等于 Y 和 X 输入的两正弦 = 1:2: xy ff nx ny

信号的频率之比，即f：f，=n，：n，。但若出现图（b）或（f）所示的图形，有端点与假想边框相接时，应把一个端点计为1/2个切点。所以利用利萨如图形能方便地比较两正弦信号的频率。若已知其中一个信号的频率，数出图上的切点数n，和n，，便可算出另一待测信号的频率。（a）上bCXJ,-343(f)4-4(d)(e)T2f-3图3-10-3所示为f：、=2:1的利萨如图形图3-10-4所示的是几组利萨如图形【实验内容】1：观察了解示波器、信号发生器板面上各个旋钮的作用，及使用时应注意事项。2.打开信号发生器电源，选择一种波形及频率，从（CH2）通道2输入（或CH1通道1），观察该波形。变换不同波形及频率，观察波形。波形不稳定时，调节扫描微调。3.测量信号的电压与频率，调好信号发生器，选择合适的扫描速率值，从（CH2）通道2输入，使屏上刻度范围内出现一个完整波形，记下信号峰-峰值长度Y和一个周期的长度X。测量出信号的电压与周期，再根据周期求出频率。4：用示波器观察利萨如图形将频率f给出，依次求出信号发生器的输出频率f，。并与该信号发生器读数值f进行比较，一一求出它们的相对误差，并讨论之。数据表参考表3-10-1。表3-10-1数据表1:11:21:32:3n,:n,'图形

信号的频率之比，即 。但若出现图（b）或（f）所示的图形，有 端点与假想边框相接时，应把一个端点计为 1/2 个切点。所以利用利萨如图形能 方便地比较两正弦信号的频率。若已知其中一个信号的频率，数出图上的切点数 和 ，便可算出另一待测信号的频率。 nnff yxxy = :: nx ny 图 3-10-3 所示为 的利萨如图形 图 3-10-4 所示的是几组利萨如图形 实验内容】 1．观察了解示波器、信号发生器板面上各个旋钮的作用，及使用时应注意事项。 2．打开信号发生器电源，选择一种波形及频率，从（CH2）通道 2 输入（或 CH1 通道 1），观察该波形。变换不同波形及频率，观察波形。波形不稳定时，调 节扫描微调。 3．测量信号的电压与频率，调好信号发生器，选择合适的扫描速率值，从（CH2） 通道 2 输入，使屏上刻度范围内出现一个完整波形，记下信号峰-峰值长度 Y 和一个周期的长度 X。测量出信号的电压与周期，再根据周期求出频率。 4．用示波器观察利萨如图形 数值 一一求出它们的相对误差，并讨论之。数据表参考表 3-10-1。 y 1:1 1:2 1:3 2:3 U Y 0 t 1 2 3 4 5 6 7 8 5 1 0 2 7 3 6 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t U X （ ） a （ ） b （ ） d （ ） c （ ） e （ ）f f f y x = 1 1 f f y x = 2 1 f f y x = 1 2 f f y x = 3 1 f f y x = 3 2 f f y x = 4 3 = 1:2: xy ff 【 将频率 x f 给出，依次求出信号发生器的输出频率 y f 。并与该信号发生器读 y f ′ 进行比较， 表 3-10-1 数据表 n : nyx 图形

nf=n,f,-E-×100%Jy

x y x f n f y = n ' y f %100 ' × − = yy ff E y f

实验十一箱式电位差计的使用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强度为零，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。【实验目的】1.学习“补偿法”在实验测量中的应用；2.掌握电位差计的工作原理和结构特点：3.练习用箱式电位差计测量干电池电动势以及电阻、电流等。【实验仪器】DW-IV型箱式电位差计、干电池、电阻、毫安表、若干导线等。实物如图所示：ACDW-IV型直流电位汽计图3-11-1DW-IV型箱式电位差计实物图

实验 十一 箱式电位差计的使用 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强度为零，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。 【实验目的】 1．学习“补偿法” 在实验测量中的应用； 2．掌握电位差计的工作原理和结构特点； 3．练习用箱式电位差计测量干电池电动势以及电阻、电流等。 【实验仪器】 DW-IV 型箱式电位差计、干电池、电阻、毫安表、若干导线等。实物如图所示： 图 3-11-1 DW-IV 型箱式电位差计实物图

【实验原理】一般用伏特表测电位差或电动势时，由于伏特表自身的内阻在电路中有分流作用，往往产生较大的测量误差。而用电位差计测电位差或电动势时，却不存在这个问题。箱式电位差计是用来精确测量电池电动势或电位差的专门仪器。它采用电位比较方法依据补偿原理进行测量，由于与之配合使用的标准电池电动势非常稳定，用做检测电流的灵敏电流计灵敏度很高，加上箱式电位差计的电压比较电路精确度较高，因此，它能精确地测量待测的电位差和电池的电动势。同时，因为箱式电位差计精度很高，常用来校正电压表和电流表，H图3-11-2电压补偿原理图图3-11-3电位差计原理简图1.电压补偿原理图3-11-2为电压补偿原理图。在图3-11-2中，Ex为被测未知电动势，Eo为可以调节的已知电源，G为检流计。在此回路中，若E。±E，，则回路中一定有电流，检流计指针偏转。调整E。值，总可以使检流计G指示零值，这就说明此时回路中两电源的电动势必然是大小相等，方向相反，数值上有E，=E。，因而相互补偿（平衡）。这种测电压或电动势的方法称为补偿法。电位差计就是应用这种补偿原理设计而成的测量电动势或电位差的仪器。由上可见，构成电位差计需要有一个特定的可调电源E。，而且要求它满足两个条件：①它的大小便于调节，使E。能够和E补偿；②它的电压很稳定，并能读出精确的伏特值。2.电位差计原理

【实验原理】 一般用伏特表测电位差或电动势时，由于伏特表自身的内阻在电路中有分流 作用，往往产生较大的测量误差。而用电位差计测电位差或电动势时，却不存在 这个问题。 箱式电位差计是用来精确测量电池电动势或电位差的专门仪器。它采用电位 比较方法依据补偿原理进行测量，由于与之配合使用的标准电池电动势非常稳 定，用做检测电流的灵敏电流计灵敏度很高，加上箱式电位差计的电压比较电路 精确度较高，因此，它能精确地测量待测的电位差和电池的电动势。同时，因为 箱式电位差计精度很高，常用来校正电压表和电流表。 图 3-11-2 电压补偿原理图 图 3-11-3 电位差计原理简图 1．电压补偿原理 图 3-11-2 为电压补偿原理图。在图 3-11-2 中，Ex为被测未知电动势，E0为 可以调节的已知电源，G为检流计。在此回路中，若 0 ≠ EE x ，则回路中一定有 电流，检流计指针偏转。调整 值，总可以使检流计G指示零值，这就说明此时 回路中两电源的电动势必然是大小相等，方向相反，数值上有 ，因而相 互补偿（平衡）。这种测电压或电动势的方法称为补偿法。电位差计就是应用这 种补偿原理设计而成的测量电动势或电位差的仪器。 E0 x = EE 0 由上可见，构成电位差计需要有一个特定的可调电源 ，而且要求它满足 两个条件：①它的大小便于调节，使 能够和E E0 E0 x补偿；②它的电压很稳定，并 能读出精确的伏特值。 2．电位差计原理

图3-11-3为电位差计原理图。电位差计应用的补偿原理，是用可调的已知电压E。=IR。与被测电动势E，相比较，当检流计指示零时，两者相等从而获得测量结果，如图3-11-3所示。由欧姆定律U=IR可知，要想得到可调的已知电压E。，可先使电流I确定为一恒定的已知标准电流I。，然后使I。流过电阻R，如果R。的大小可调并可知（R。是R在补偿回路E,KGRa中的部分），则R。两端的电压降U即为可调已知，有U=I。R。，将Ra两端的电压U引出，并与未知电动势E，进行比较组成补偿回路，则U相当于上面所要求的“E。”。在图3-11-3中，ERR,Rp组成辅助回路，ExKGRa和E,R,GK各组成一个补偿回路。（1）校准工作电流辅助回路中的电流叫工作电流。为使R。中通过的电流是已知的标准电流1。，在图3-11-3中，使开关K倒向右端1，调节Rp改变辅助回路中的电流，当检流计指示零时，R，上的电压降恰与补偿回路中标准电池的电动势E，相等，有E,=1。·R，1。=号，由于E,和R,都是很准确的，所以这时辅助回路中的工作R电流就被精确地校准到所需要的1。值。（2）测量未知电动势在图3-11-3中，把K倒向左端2，保持I不变，只要E，≤I.R，总可以滑动Ra使检流计再度指示为零，此时可得E,=IoR,=E,R(3-11-1)R.由于测量时保证。恒定不变，所以Ex与Ra一一对应。一般，箱式电位差计在制造时，用可调节的标准电动势取代E给Ra定标，在测量未知电动势E时就可以从Ra示值上直接读出所测电动势E值。补偿法具有以下优点：①电位差计是一个电阻分压装置，其中被测电压Ux和一标准电动势E二者

图 3-11-3 为电位差计原理图。电位差计应用的补偿原理，是用可调的已知 电压 与被测电动势 相比较，当检流计指示零时，两者相等从而获得测 量结果，如图 3-11-3 所示。由欧姆定律U=IR可知，要想得到可调的已知电压 ， 可先使电流I确定为一恒定的已知标准电流 ，然后使 流过电阻R，如果 的 大小可调并可知（ 是R在补偿回路E 00 = IRE Ex E0 0 I 0 I Ra Ra xKGRa中的部分），则 两端的电压降U即 为可调已知，有 ，将R Ra = 0RIU a a两端的电压U引出，并与未知电动势 进行比较， 组成补偿回路，则U相当于上面所要求的“ ”。 Ex E0 在图 3-11-3 中，ERRsRp组成辅助回路，ExKGRa和EsRsGK各组成一个补偿回 路。 （1）校准工作电流 辅助回路中的电流叫工作电流。为使Ra中通过的电流是已知的标准电流 ， 在图 3-11-3 中，使开关K倒向右端 1，调节R 0 I p改变辅助回路中的电流，当检流计 指示零时， 上的电压降恰与补偿回路中标准电池的电动势 相等，有 ， Rs Es s RIE s 0 ⋅= s s R E I 0 = ，由于Es和Rs都是很准确的，所以这时辅助回路中的工作 电流就被精确地校准到所需要的 值。 0 I （2）测量未知电动势 在图 3-11-3 中，把K倒向左端 2，保持 I 0 不变，只要 x ≤ 0RIE ，总可以滑动 Ra使检流计再度指示为零，此时可得 s a x sa R R 0 == ERIE （3-11-1） 由于测量时保证 恒定不变，所以 I 0 Ex与Ra一一对应。一般，箱式电位差计在 制造时，用可调节的标准电动势取代Ex给Ra定标，在测量未知电动势Ex时就可以 从Ra示值上直接读出所测电动势Ex值。 补偿法具有以下优点： ① 电位差计是一个电阻分压装置，其中被测电压Ux和一标准电动势Es二者

接近于直接加以并列比较。Ux的值仅取决于电阻比R/Rs及标准电动势Es，因而可能达到的测量准确度较高。②上述“校准”和“测量”两步骤中电流计两次均指零，表明测量时既不从标准回路内的标准电动势源（通常用标准电池）中吸取电流，也不从测量的回路中吸取电流。因此，不改变被测回路的原有状态及被测电压值等参量，同时可避免测量回路导线电阻、标准电池内阻及被测回路等效内阻等对测量准确度的影响，这是补偿法测量的准确度较高的另一原因。【实验内容】1.用箱式电位差计测电阻（参考电路如图3-11-4所示）。（1）、选择合适的测量条件，包括：标准电阻，控制电路的工作电流和变阻器的阻值。（2）、调节粗调1、2及细调1、2使电流显示为0.0000，记录此时电位差计面板上的电压显示值Ui，则R两端的电压降U=Es+Ui，记录电流表读数和所使用的量程，算出流经Ri的电流I，从而算出Ri的阻值。（3)、测量次数不少于6次，计算不确定度。给出测量结果R±△R。2.用箱式电位差计测电流（参考电路如图3-11-5所示）R标是标准电阻，阻值已知且为一常数，按图接线后请老师检查线路是否正确，之后将滑动变阻器的滑动触头放到合适的位置，调节粗调1、2及细调1、2使电位差计面板上的电流显示为0.0000，记录此时标准电阻两端的电压值U及R标的阻值，从而算出流过R标的电流值I=U/R标。E-2VKRRh由Ce由箱式电位差箱式电位差

接近于直接加以并列比较。Ux的值仅取决于电阻比Ra/Rs及标准电动势Es，因而可 能达到的测量准确度较高。 ② 上述“校准”和“测量”两步骤中电流计两次均指零，表明测量时既不 从标准回路内的标准电动势源（通常用标准电池）中吸取电流，也不从测量的回 路中吸取电流。因此，不改变被测回路的原有状态及被测电压值等参量，同时可 避免测量回路导线电阻、标准电池内阻及被测回路等效内阻等对测量准确度的影 响，这是补偿法测量的准确度较高的另一原因。 【实验内容】 1．用箱式电位差计测电阻（参考电路如图 3-11-4 所示）。 （1）、选择合适的测量条件，包括：标准电阻，控制电路的工作电流和变阻器 的阻值。 （2）、调节粗调 1、2 及细调 1、2 使电流显示为 0.0000，记录此时电位差计 面板上的电压显示值U1，则 R1两端的电压降U=ES+U1，记录电流表读数和所使 用的量程，算出流经R1的电流I，从而算出R1的阻值。 （3）、测量次数不少于 6 次，计算不确定度．给出测量结果 。 R Δ± Rx 2．用箱式电位差计测电流（参考电路如图 3-11-5 所示） R标 是标准电阻，阻值已知且为一常数，按图接线后请老师检查线路是否 正确，之后将滑动变阻器的滑动触头放到合适的位置，调节粗调 1、2 及细调 1、2 使电位差计面板上的电流显示为 0.0000，记录此时标准电阻两端的电压 值 U 及 的阻值，从而算出流过 的电流值 R标 R标 = RUI 标

如图3-11-4用电位差计测电阻如图3-11-5用电位差计测电流3.用箱式电位差计测干电池的电动势（参考电路如图3-11-6）（1）箱式电位差计接到电池电动势两端，正极接正极，负极接负极，调节粗调1、2及细调1、2使电位差计面板上的电流显示为0.0000，记录此时电位差计面板上的电压显示值Ui，则待测的电池电动势E，=E，+U,。（2）测量6次，并进行不确定估算，写出干电池的测量结果E，土△e。31RN标准未知！图3-11-6用电位差计测量干电池电动势Ex【实验事项】1.实验前熟悉DW-IV型直流电位差计各旋钮、开关和接线端钮的作用。接线路时注意各电源及未知电压的极性。2.检查并调整电表和电流计的零点，开始时电流计应置于其灵敏度最低档，以后逐步提高灵敏度档次。3.使用电位差计，调节微调刻度盘时，其刻度线缺口内不属于读数范围，进入这一范围时测量电路已经断开，此时检流计虽回到中间平衡位置亦不是电路达到平衡状态的指示。4.绝不能将标准电池当一般电源使用，不许倒置、横置或激烈震动

如图 3-11-4 用电位差计测电阻 如图 3-11-5 用电位差计测电流 3．用箱式电位差计测干电池的电动势（参考电路如图 3-11-6） （1）箱式电位差计接到电池电动势两端，正极接正极，负极接负极，调节粗 调 1、2 及细调 1、2 使电位差计面板上的电流显示为 0.0000，记录此时电位 差计面板上的电压显示值U1，则待测的电池电动势 = sx +UEE 1。 （2）测量 6 次，并进行不确定估算，写出干电池的测量结果 。 E Δ± Ex 图 3-11-6 用电位差计测量干电池电动势Ex 【实验事项】 1．实验前熟悉 DW-IV 型直流电位差计各旋钮、开关和接线端钮的作用。接 线路时注意各电源及未知电压的极性。 2．检查并调整电表和电流计的零点，开始时电流计应置于其灵敏度最低档， 以后逐步提高灵敏度档次。 3．使用电位差计，调节微调刻度盘时，其刻度线缺口内不属于读数范围， 进入这一范围时测量电路已经断开，此时检流计虽回到中间平衡位置亦不是 电路达到平衡状态的指示。 4．绝不能将标准电池当一般电源使用，不许倒置、横置或激烈震动