实验一、伏安法测二极管的特性研究要求：
1、正确画出实验电路图（包含正向和反向特性）。
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。
3、正确使用仪器与仪表测量二极管正向和反向特性各六组数据。(正向时二极管的端电压小于0.60V，反向时二极管的端电压小于15V
4、能处理数据数据，得出二极管特性。
参考资料：见普通物理学实验电学部分二、惠斯通电桥测量中值电阻。
要求：
1、能正确画出实验原理电路图，掌握用惠斯通电桥测量中值电阻的原理
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。注意：在记录数据时有效数据的位数
3、正确测量待测电阻的阻值并测出该比例臂条件下的灵敏度（比例臂为1：1时）
4、能正确进行数据处理，计算不确定度，表示出实验结果。
附录：参考资料：
一、惠斯通电桥测量中值电阻的原理惠斯通电桥是直流平衡电桥。当电阻箱的电阻改变时，可使BC间的电流方向改变。为某一数值只时，恰好使＞，电流由B流向C，检流计中指针向某一方向偏转；改变值为另一数值时．可使＜，电流由C流向B，检流计中指针向反向偏转；当改变为<< (或Rs1>Rx>Rs2)中某一值时，恰好使UB=UC则检流计中无电流流过，指针示零不动，称为“电桥平衡”。此时
UAC =UAB,UCD=UAB
即
IARA=IBRB,IxRx=IsRs
因为检流计中无电流，所以IA =Ix,IB=Is,上列两式相除，得
= (1)
Rx =Rs (2)
式（1）即为电桥的平衡条件。田式(2)列知，若RA，RB，为巳知，只要改变值Rs，使检流计中无电流，并记下此时的Rs，即可算得只Rx。
为了消除的比值误差对测量结果的影响，实验中，交换Rs和Rx的位置再测一次，如
图16—1(b)所示，取两次测量结果的平均值作为Rx，可得：
Rx = (3)
用惠斯通电桥测电阻是将被测电阻Rx和已知电阻Rs比较．由检流计示零来判断电桥平衡，对电源的稳定性要求不高．只要检流计足够灵敏，选用标准电阻作桥臂，被测电阻阻Rx就可以达到同其他桥臂同样的精度。
2.电桥的测量误差。
在自搭电桥中，设电桥灵敏度足够高，主要考虑RA，RB，Rs引起的不确定度，此时:
采用交换测量法可以消除RA，RB本身的误差对测量结果的影响。则有：
(4)
它只与电阻箱Rx的仪器误差限有关。而Rs可选用具有一定精度的标准电阻箱，这样
Rs的误差就可减小。实验时,Rs一般采用ZX21A直流电阻箱，其仪器误差限为
(5)
三、用双臂电桥测低值电阻。
要求：
1、掌握用用双臂电桥测低值电阻原理，能正确画出实验路图。（已知四个电阻箱的阻值分别为10Ω、10Ω、2000Ω、2000Ω、标准电阻丝上每厘米阻的阻值为0.01Ω，电源电压取30V，工作电流取1A）。
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。
3、正确30cm长的金属棒电阻的阻值（或金属棒电阻率），计算不确定度，表示出实验结果
4、回答惠斯通电桥（或伏安法）不能测低值电阻而双臂电桥测低值电阻的原因附录：参考资料：
实验原理
1、四端引线法测量中等阻值的电阻，伏安法是比较容易的方法，惠斯顿电桥法是一种精密的测量方法，但在测量低电阻时都有发生了困难。这是因为引线本身的电阻和引线端点接触电阻的存在。图1为伏安法测电阻的线路图，待测电阻RX两侧的接触电阻和导线电阻以等效电阻r1,r2、、,r3,r4表示，通常电压表内阻较大，r1和r4对测量的影响不大，而r2和r3与RX串联在一起，被测电阻（r2+RX+r3）,若r2和r3数值与RX为同一数量级，或超过RX，显然不能用此电路来测量RX。
若在测量电路的设计上改为如图2 所示的电路，将待测低电阻RX两侧的接点分为两个电流接点C-C和两个电压接点P-P，C-C在P-P的外侧。显然电压表测量的是P-P之间一段低电阻两端的电压，消除了r2、和r3对RX测量的影响。这种测量低电阻或低电阻两端电压的方法叫做四端引线法，广泛应用于科技测量中。例如为了研究高温超导体在发生正常超导转变时的零电阻现象和迈斯纳效应，必须测定临界温度Tc，正是用通常的四端引线法，通过测量超导样品电阻R随温度T的变化而确定的。低值标准电阻正是为了减小接触电阻和接线电阻设有四个端钮。
图1 伏安法测电阻 图2 四端引线法测电阻
2、双臂电桥测量低电阻用惠斯顿电桥测量电阻，测出的RX值中，实际上含有接线电阻和接触电阻（统称为Rj）的成分（一般为10-3~10-4Ω数量级），若Rj/RX<RX<0.5%，通常可以不考虑Rj的影响，而当被测电阻达到较小值时，Rj所占的比重就明显了。因此，需要从测量电路的设计上来考虑。双臂电桥正是把四端引线
法和电桥的平衡比较法结合起来精密测量低电阻的一种电桥。如图3 中，R、Rˊ、R1、R2为桥臂电阻。Rs为比较用的已知标准电阻，Rx为被测电阻。Rs和Rx是采用四端引线的接线法，电流接点为C1、C2（Rs在实物上是较粗的，Rx在实物上是外侧两接点）；电位接点P1、P2（Rs在实物上是 较细的，Rx在实物上是内侧两接点）。 被测电阻则是Rx上P1、P2间的电阻。 图3 双臂电桥测低电阻测量时，接上被测电阻Rx,然后调节各桥臂电阻值，使检流计指示逐步为零，则Ig=0时，根据基尔霍夫定律可写出以下三个回路方程。
式中r为Cs2和Cx1的线电阻。将上述三个方程联立求解。可写成下列两种不同形式。
由此可见，用双臂电桥测电阻，Rx的结果由等到式右边的两项来决定，其中第一项与单臂电桥相同，第二项称为更正项。为了使双臂电桥求Rx的公式与单臂电桥相同，使计算方便，所以实验中可设法使更正项尽可能做到为零。在采用双臂电桥测量时，通常可采用同步调节法，令R/R1=Rˊ/R2，使得更正项能接近零。则式（2.3.4）变为
另外，Rx和Rs电流接点间的导线应用较粗的、导电性良好的导线，以使r值尽可能小，这样，即使R/R1与Rˊ/R2两项不严格相等，但由于r值很小，更正项仍能趋近于零。
双臂电桥所以能测量低电阻，总结为以下关键两点：
（1）单臂电桥之所以不能测量小电阻，是因为用单臂电桥测出的值，包含有桥臂间的引线电阻和接触电阻，当接触电阻与Rx相比不能忽略时，测量结果就会有很大的误差。而双臂电桥电位接点的接线电阻与接触电阻位于R、R1和Rˊ、R2的支路中。实验中设法令R、Rˊ、R1、R2都有不小于10Ω，那么接触电阻的影响就可以略去不计。
（2）双臂电桥电流接点的接线电阻与接触电阻，一端包含在电阻r里面，而r是存在于更正项中，对电桥平衡不发生影响；另一端则包含在电源电路中，对测量结果也不会产生影响。当满足R/R1=Rˊ/R2条件时，基本上消除了r的影响。
四、用板式电位差计测电源的电动势。
要求：
1、掌握用板式电位差计测电源的电动势原理，能正确画出实验路图。
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。
3、正确、规范测量待测电源的电动势。计算不确定度，表示出实验结果
4、怎样利用电位差计精确测量电阻，试画出原理示意图，推导实验定量分析公式。
附录：参考资料：
用直流电位差计精确测量电压
【实验目的】
1,掌握补偿法测量电压的原理；
2,掌握电位差计的工作原理和使用方法；
3,学会用电位差计测电源电动势及其内阻。
【实验原理】
图4-8-1 补偿原理采用普通电压表直接测量电压时，测量误差主要来源于两个方面，即电压表本身的基本误差和电表内阻造成的测量方法误差。如果用比较法代替上述的直接测量法，即将待测电压与标准电动势进行比较以确定待测量，可以减小测量误差。直流电位差计测量电压就是属于这种方法，它的特点是测量精度高，但操作过程较繁琐
1,电位差计原理
图4-8-2 电位差计原理电位差计测量电压或电动势的原理是补偿法。在图4-8-1所示的电路中，移动滑线变阻器上滑动头的位置，可以找到一处使检流计中的电流为零，此时间的电压，即与互相补偿。若滑线变阻器间的电压分布事先加以标定(标度)，则可求出。这种测量电压或电动势的方法称为补偿法。
可见，要精确测量，必须要求上的电压标度稳定而且准确。为此，实用的电位差计在电源回路中接入一个可变电阻，如图4-8-2，称为工作电流调节电阻，E和串联后向分压器供电，若E值发生变化，则可调节，使加在分压器AB两端的电压保持不变，从而保证AB间的电压标度不变(稳定)。那么如何对AB间的电压进行标度呢? 这就需借用一个精度更高、数值已知的标准电动势，将转换开关K推向，然后将分压器的滑动头调到标度值等于时的位置，此时若检流计有电流，应调节使电流为零。若检流计中没有电流，则说明电压与互相补偿，分压器上电压标度值未变。经这样校准后，电位差计就能按原定标度值进行测量了，这个过程称为电位差计的标准化(简称定标)。
2,十一线电位差计
图4-8-3 十一线电位差计如果把图4-8-2中的滑线变阻器AB段用一根粗细均匀长度为11米的电阻丝来代替(通常用电阻温度系数很小的康铜丝)，就构成了所谓十一线电位差计，如图4-8-3所示。电阻丝AB共分成11段，每段1 m，其中从0到10间的10段是不连续改变的，由活动插头M的位置来选择，从O到B之间这一段附在米尺上，滑动头N的位置可在其上连续变化，并可从米尺上确定ON的长度。这样MN间的电阻丝长度就等于与长度之和。测量方法如下：
首先根据AB间的设计标度值及，预置两个滑动头、的位置为、，使、之间的长度为，实验中常用的标准电池的电动势伏。然后将拨向，调节使通过检流计的电流为零，此时、之间的电压与标准电池互相补偿，则有
(4-8-1)
保持、不变，再将接通，调节两滑动头M和N,再次使检流计中电流为零，此时有
(4-8-2)
由(4-8-1)、(4-8-2)两式可得
(4-8-3)
因电阻丝的阻值与长度成正比，和对应的电阻丝长度分别为和，则式(4-8-3)可改写为
(4-8-4)
其中为AB间单位长度电阻丝上的电位差，确定即为电位差计的定标过程，只有经过定标后的电位差计才能用来测量电压或电动势。
【实验仪器】
直流稳压电源、滑线变阻器、检流计、十一线电位差计、三用表、双刀双掷开关、保护电阻、待测电池等。
【实验内容】
按图4-8-3连接电路，其中稳压电源、可变电阻、电位差计,间十一米长的电阻丝构成工作电流回路；而电位差计、间的电阻丝、检流计、保护电阻、通过转换开关与相接便构成定标回路；若与相接则构成测量回路。接线时应特别注意稳压电源、标准电池和待测电池极性“+ 接 +”的正确接法。
定标
(1)参数选择根据待测电压或电动势的值，初步设定电位差计的量程即间的电压；再用三用表测出间电阻丝的电阻值，而实验室提供的滑线变阻器的总电阻为，由此确定稳压电源的输出电压,记录所需数据。
(2)定标
①由 及 大致得到的值，然后设置M,N位置，使(如选取，则，此时应把M插入孔“5”中，而N应位于米尺读数为65.89cm处)。
②取中间位置，然后从稳压电源上拆下一接头，打开稳压电源，调至所需用电压，再接上被拆导线。保护电阻取“粗调”，把推向，轻轻按下,调节使检流计趋于零，松开刀口，保护电阻取“中调”再次按下，调节使检流计趋零；松开N，保护电阻取“细调”，按下并略为移动在米尺上的位置，直至检流计指针为零。记下此时、的位置读数即为的实际值并记下的值，算出定标后的实际值。
③求出间电压值，同时记下稳压电源的输出电压值。
将实验数据填入下表：
设 计 值
实 际 值
2．测干电池的电动势
(1)用三用表测出待测电池的端电压，根据定标后的值估算的值，调整、位置使之间长度约等于的估算值。
(2)将K推向，保护电阻依次仍取“粗”、“中”、“细”位置，调节、位置，使检流计指针为零(不能再动与E)，最终测出的准确值，重复六次，将实验数据填入下表，算出的大小及其不确定度。
1
2
3
4
5
6
(m)
当视为准确值时，干电池电动势的不确定度为
(4-8-5)
根据(4-8-4)和(4-8-5)式计算和(取)，写成实验结果。
图4-8-4 测量内阻
3．测干电池内阻将图4-8-3中的a,,b换成图4-8-4所示的线路，其中为电阻箱，取)，合上开关K1，由于内阻的存在，此时、间电压为干电池的端电压，用测量的同样方法测量，得补偿时电阻丝的长度为，则干电池的内阻为
(4-8-6)
实验时同样要测量六次(注意：不测时，开关K1不能合上)。然后利用上式求出干电池的内阻(不要求计算不确定度)。
数据表格自拟。
【注意事项】
1,标准电池是一种标准量具，决不允许短路或作一般电源使用!它允许通过的电流不宜超过1μA，否则影响标准电池的精度。电位差计中设置的保护电阻不仅是为了保护检流计，也是为了保护标准电池。因此在电位差计尚未接近补偿时，切不可将保护电阻置于细调(短路)位置。另外不得用三用表直接测量标准电池的电动势。
2,十一线电位差计测量时，必须先接通工作电流回路，然后接通定标(或测量)回路。断电时，应先断开定标(测量)回路，后断开工作电流回路。
3,测干电池内阻时，只有在测量时才可合上开关，测量完毕应立即断开，以免干电池放电太多。
五、电子示波器的使用要求：
1．了解示波器的基本结构及其原理，。
2．熟悉示波器的调节和使用。
（1）能熟练校准示波器的信号。
（2）能观察2V、2kHz正弦信号波形，并测量该信号的电压和频率。
3、通过观察李萨如图形，学会用示波器测量频率的方法。
4、回答问题：一个正弦波和锯齿波耦合出现的李萨如图形是什么样子?
附录：参考资料：示波器的基本结构及其原理
示波器动态显示物理量随时间变化的思路是将这些物理量转换成随时间变化的电压，加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化，最后把电子运动的轨迹荧光屏显示出来。
示波器主要由示波管和复杂的电子线路构成。这里只介绍示波器的基本结构和扫描、整步(同步)功能c示波器的基本结构如图3—9—1所示。
1示波管
示被管出电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，并封装在高真空破璃管内．其中电子枪是示波管的核心。
由电子枪发射电子，经过相互正交配置的x、y偏转板射到荧光屏上．使荧光物质发光显示出光点。
y偏转板是水平放置的两块电极。当y偏转板上的电压为零时、电子正好射在荧光屏竖直方向的中间p位置。如果y偏转板加上电压．则电子束受到电场作用，运动方向发生偏移，如图3—9—2所示。如果所加的电压不断发生变化，p点的位置也跟着铅垂线上
移动，在屏上看到的是一条铅直的亮线。荧光屏上亮点在铅直方向的位移y相加在y偏转板上的电压uy成正比。
x偏转板是垂直放置的两块电极。在X偏转板上加一变化的电压，那么荧光屏上亮点在水平方向的位移x也与加在x偏转板的电压uX成正比，于是在屏上看到的是一条水平亮线。
加在两对偏转板上的电压分别控制电子束在x、y方向的偏转，可使光点在荧光屏
x、y平面内处于任一位置。
2．示波器显示波形的原理
如果在Y偏转板上加一随时间作正弦变化的电压Uy=Umsinωt：Mw dn心，在荧光屏上仅能看到一条铅直的亮线，而看不到正弦曲线。只有同时在x偏转板上加入一个与时间成正比的锯齿波电压ux＝Ut‘(见图3—9—3)．才能在荧光屏上显示出信号电压Uy和t的关系曲线，其原理如图3—9—4所示。
1、正确画出实验电路图（包含正向和反向特性）。
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。
3、正确使用仪器与仪表测量二极管正向和反向特性各六组数据。(正向时二极管的端电压小于0.60V，反向时二极管的端电压小于15V
4、能处理数据数据，得出二极管特性。
参考资料：见普通物理学实验电学部分二、惠斯通电桥测量中值电阻。
要求：
1、能正确画出实验原理电路图，掌握用惠斯通电桥测量中值电阻的原理
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。注意：在记录数据时有效数据的位数
3、正确测量待测电阻的阻值并测出该比例臂条件下的灵敏度（比例臂为1：1时）
4、能正确进行数据处理，计算不确定度，表示出实验结果。
附录：参考资料：
一、惠斯通电桥测量中值电阻的原理惠斯通电桥是直流平衡电桥。当电阻箱的电阻改变时，可使BC间的电流方向改变。为某一数值只时，恰好使＞，电流由B流向C，检流计中指针向某一方向偏转；改变值为另一数值时．可使＜，电流由C流向B，检流计中指针向反向偏转；当改变为<< (或Rs1>Rx>Rs2)中某一值时，恰好使UB=UC则检流计中无电流流过，指针示零不动，称为“电桥平衡”。此时
UAC =UAB,UCD=UAB
即
IARA=IBRB,IxRx=IsRs
因为检流计中无电流，所以IA =Ix,IB=Is,上列两式相除，得
= (1)
Rx =Rs (2)
式（1）即为电桥的平衡条件。田式(2)列知，若RA，RB，为巳知，只要改变值Rs，使检流计中无电流，并记下此时的Rs，即可算得只Rx。
为了消除的比值误差对测量结果的影响，实验中，交换Rs和Rx的位置再测一次，如
图16—1(b)所示，取两次测量结果的平均值作为Rx，可得：
Rx = (3)
用惠斯通电桥测电阻是将被测电阻Rx和已知电阻Rs比较．由检流计示零来判断电桥平衡，对电源的稳定性要求不高．只要检流计足够灵敏，选用标准电阻作桥臂，被测电阻阻Rx就可以达到同其他桥臂同样的精度。
2.电桥的测量误差。
在自搭电桥中，设电桥灵敏度足够高，主要考虑RA，RB，Rs引起的不确定度，此时:
采用交换测量法可以消除RA，RB本身的误差对测量结果的影响。则有：
(4)
它只与电阻箱Rx的仪器误差限有关。而Rs可选用具有一定精度的标准电阻箱，这样
Rs的误差就可减小。实验时,Rs一般采用ZX21A直流电阻箱，其仪器误差限为
(5)
三、用双臂电桥测低值电阻。
要求：
1、掌握用用双臂电桥测低值电阻原理，能正确画出实验路图。（已知四个电阻箱的阻值分别为10Ω、10Ω、2000Ω、2000Ω、标准电阻丝上每厘米阻的阻值为0.01Ω，电源电压取30V，工作电流取1A）。
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。
3、正确30cm长的金属棒电阻的阻值（或金属棒电阻率），计算不确定度，表示出实验结果
4、回答惠斯通电桥（或伏安法）不能测低值电阻而双臂电桥测低值电阻的原因附录：参考资料：
实验原理
1、四端引线法测量中等阻值的电阻，伏安法是比较容易的方法，惠斯顿电桥法是一种精密的测量方法，但在测量低电阻时都有发生了困难。这是因为引线本身的电阻和引线端点接触电阻的存在。图1为伏安法测电阻的线路图，待测电阻RX两侧的接触电阻和导线电阻以等效电阻r1,r2、、,r3,r4表示，通常电压表内阻较大，r1和r4对测量的影响不大，而r2和r3与RX串联在一起，被测电阻（r2+RX+r3）,若r2和r3数值与RX为同一数量级，或超过RX，显然不能用此电路来测量RX。
若在测量电路的设计上改为如图2 所示的电路，将待测低电阻RX两侧的接点分为两个电流接点C-C和两个电压接点P-P，C-C在P-P的外侧。显然电压表测量的是P-P之间一段低电阻两端的电压，消除了r2、和r3对RX测量的影响。这种测量低电阻或低电阻两端电压的方法叫做四端引线法，广泛应用于科技测量中。例如为了研究高温超导体在发生正常超导转变时的零电阻现象和迈斯纳效应，必须测定临界温度Tc，正是用通常的四端引线法，通过测量超导样品电阻R随温度T的变化而确定的。低值标准电阻正是为了减小接触电阻和接线电阻设有四个端钮。
图1 伏安法测电阻 图2 四端引线法测电阻
2、双臂电桥测量低电阻用惠斯顿电桥测量电阻，测出的RX值中，实际上含有接线电阻和接触电阻（统称为Rj）的成分（一般为10-3~10-4Ω数量级），若Rj/RX<RX<0.5%，通常可以不考虑Rj的影响，而当被测电阻达到较小值时，Rj所占的比重就明显了。因此，需要从测量电路的设计上来考虑。双臂电桥正是把四端引线
法和电桥的平衡比较法结合起来精密测量低电阻的一种电桥。如图3 中，R、Rˊ、R1、R2为桥臂电阻。Rs为比较用的已知标准电阻，Rx为被测电阻。Rs和Rx是采用四端引线的接线法，电流接点为C1、C2（Rs在实物上是较粗的，Rx在实物上是外侧两接点）；电位接点P1、P2（Rs在实物上是 较细的，Rx在实物上是内侧两接点）。 被测电阻则是Rx上P1、P2间的电阻。 图3 双臂电桥测低电阻测量时，接上被测电阻Rx,然后调节各桥臂电阻值，使检流计指示逐步为零，则Ig=0时，根据基尔霍夫定律可写出以下三个回路方程。
式中r为Cs2和Cx1的线电阻。将上述三个方程联立求解。可写成下列两种不同形式。
由此可见，用双臂电桥测电阻，Rx的结果由等到式右边的两项来决定，其中第一项与单臂电桥相同，第二项称为更正项。为了使双臂电桥求Rx的公式与单臂电桥相同，使计算方便，所以实验中可设法使更正项尽可能做到为零。在采用双臂电桥测量时，通常可采用同步调节法，令R/R1=Rˊ/R2，使得更正项能接近零。则式（2.3.4）变为
另外，Rx和Rs电流接点间的导线应用较粗的、导电性良好的导线，以使r值尽可能小，这样，即使R/R1与Rˊ/R2两项不严格相等，但由于r值很小，更正项仍能趋近于零。
双臂电桥所以能测量低电阻，总结为以下关键两点：
（1）单臂电桥之所以不能测量小电阻，是因为用单臂电桥测出的值，包含有桥臂间的引线电阻和接触电阻，当接触电阻与Rx相比不能忽略时，测量结果就会有很大的误差。而双臂电桥电位接点的接线电阻与接触电阻位于R、R1和Rˊ、R2的支路中。实验中设法令R、Rˊ、R1、R2都有不小于10Ω，那么接触电阻的影响就可以略去不计。
（2）双臂电桥电流接点的接线电阻与接触电阻，一端包含在电阻r里面，而r是存在于更正项中，对电桥平衡不发生影响；另一端则包含在电源电路中，对测量结果也不会产生影响。当满足R/R1=Rˊ/R2条件时，基本上消除了r的影响。
四、用板式电位差计测电源的电动势。
要求：
1、掌握用板式电位差计测电源的电动势原理，能正确画出实验路图。
2、正确选择实验仪器并按实验电路图接好电路。
3、正确、规范测量待测电源的电动势。计算不确定度，表示出实验结果
4、怎样利用电位差计精确测量电阻，试画出原理示意图，推导实验定量分析公式。
附录：参考资料：
用直流电位差计精确测量电压
【实验目的】
1,掌握补偿法测量电压的原理；
2,掌握电位差计的工作原理和使用方法；
3,学会用电位差计测电源电动势及其内阻。
【实验原理】
图4-8-1 补偿原理采用普通电压表直接测量电压时，测量误差主要来源于两个方面，即电压表本身的基本误差和电表内阻造成的测量方法误差。如果用比较法代替上述的直接测量法，即将待测电压与标准电动势进行比较以确定待测量，可以减小测量误差。直流电位差计测量电压就是属于这种方法，它的特点是测量精度高，但操作过程较繁琐
1,电位差计原理
图4-8-2 电位差计原理电位差计测量电压或电动势的原理是补偿法。在图4-8-1所示的电路中，移动滑线变阻器上滑动头的位置，可以找到一处使检流计中的电流为零，此时间的电压，即与互相补偿。若滑线变阻器间的电压分布事先加以标定(标度)，则可求出。这种测量电压或电动势的方法称为补偿法。
可见，要精确测量，必须要求上的电压标度稳定而且准确。为此，实用的电位差计在电源回路中接入一个可变电阻，如图4-8-2，称为工作电流调节电阻，E和串联后向分压器供电，若E值发生变化，则可调节，使加在分压器AB两端的电压保持不变，从而保证AB间的电压标度不变(稳定)。那么如何对AB间的电压进行标度呢? 这就需借用一个精度更高、数值已知的标准电动势，将转换开关K推向，然后将分压器的滑动头调到标度值等于时的位置，此时若检流计有电流，应调节使电流为零。若检流计中没有电流，则说明电压与互相补偿，分压器上电压标度值未变。经这样校准后，电位差计就能按原定标度值进行测量了，这个过程称为电位差计的标准化(简称定标)。
2,十一线电位差计
图4-8-3 十一线电位差计如果把图4-8-2中的滑线变阻器AB段用一根粗细均匀长度为11米的电阻丝来代替(通常用电阻温度系数很小的康铜丝)，就构成了所谓十一线电位差计，如图4-8-3所示。电阻丝AB共分成11段，每段1 m，其中从0到10间的10段是不连续改变的，由活动插头M的位置来选择，从O到B之间这一段附在米尺上，滑动头N的位置可在其上连续变化，并可从米尺上确定ON的长度。这样MN间的电阻丝长度就等于与长度之和。测量方法如下：
首先根据AB间的设计标度值及，预置两个滑动头、的位置为、，使、之间的长度为，实验中常用的标准电池的电动势伏。然后将拨向，调节使通过检流计的电流为零，此时、之间的电压与标准电池互相补偿，则有
(4-8-1)
保持、不变，再将接通，调节两滑动头M和N,再次使检流计中电流为零，此时有
(4-8-2)
由(4-8-1)、(4-8-2)两式可得
(4-8-3)
因电阻丝的阻值与长度成正比，和对应的电阻丝长度分别为和，则式(4-8-3)可改写为
(4-8-4)
其中为AB间单位长度电阻丝上的电位差，确定即为电位差计的定标过程，只有经过定标后的电位差计才能用来测量电压或电动势。
【实验仪器】
直流稳压电源、滑线变阻器、检流计、十一线电位差计、三用表、双刀双掷开关、保护电阻、待测电池等。
【实验内容】
按图4-8-3连接电路，其中稳压电源、可变电阻、电位差计,间十一米长的电阻丝构成工作电流回路；而电位差计、间的电阻丝、检流计、保护电阻、通过转换开关与相接便构成定标回路；若与相接则构成测量回路。接线时应特别注意稳压电源、标准电池和待测电池极性“+ 接 +”的正确接法。
定标
(1)参数选择根据待测电压或电动势的值，初步设定电位差计的量程即间的电压；再用三用表测出间电阻丝的电阻值，而实验室提供的滑线变阻器的总电阻为，由此确定稳压电源的输出电压,记录所需数据。
(2)定标
①由 及 大致得到的值，然后设置M,N位置，使(如选取，则，此时应把M插入孔“5”中，而N应位于米尺读数为65.89cm处)。
②取中间位置，然后从稳压电源上拆下一接头，打开稳压电源，调至所需用电压，再接上被拆导线。保护电阻取“粗调”，把推向，轻轻按下,调节使检流计趋于零，松开刀口，保护电阻取“中调”再次按下，调节使检流计趋零；松开N，保护电阻取“细调”，按下并略为移动在米尺上的位置，直至检流计指针为零。记下此时、的位置读数即为的实际值并记下的值，算出定标后的实际值。
③求出间电压值，同时记下稳压电源的输出电压值。
将实验数据填入下表：
设 计 值
实 际 值
2．测干电池的电动势
(1)用三用表测出待测电池的端电压，根据定标后的值估算的值，调整、位置使之间长度约等于的估算值。
(2)将K推向，保护电阻依次仍取“粗”、“中”、“细”位置，调节、位置，使检流计指针为零(不能再动与E)，最终测出的准确值，重复六次，将实验数据填入下表，算出的大小及其不确定度。
1
2
3
4
5
6
(m)
当视为准确值时，干电池电动势的不确定度为
(4-8-5)
根据(4-8-4)和(4-8-5)式计算和(取)，写成实验结果。
图4-8-4 测量内阻
3．测干电池内阻将图4-8-3中的a,,b换成图4-8-4所示的线路，其中为电阻箱，取)，合上开关K1，由于内阻的存在，此时、间电压为干电池的端电压，用测量的同样方法测量，得补偿时电阻丝的长度为，则干电池的内阻为
(4-8-6)
实验时同样要测量六次(注意：不测时，开关K1不能合上)。然后利用上式求出干电池的内阻(不要求计算不确定度)。
数据表格自拟。
【注意事项】
1,标准电池是一种标准量具，决不允许短路或作一般电源使用!它允许通过的电流不宜超过1μA，否则影响标准电池的精度。电位差计中设置的保护电阻不仅是为了保护检流计，也是为了保护标准电池。因此在电位差计尚未接近补偿时，切不可将保护电阻置于细调(短路)位置。另外不得用三用表直接测量标准电池的电动势。
2,十一线电位差计测量时，必须先接通工作电流回路，然后接通定标(或测量)回路。断电时，应先断开定标(测量)回路，后断开工作电流回路。
3,测干电池内阻时，只有在测量时才可合上开关，测量完毕应立即断开，以免干电池放电太多。
五、电子示波器的使用要求：
1．了解示波器的基本结构及其原理，。
2．熟悉示波器的调节和使用。
（1）能熟练校准示波器的信号。
（2）能观察2V、2kHz正弦信号波形，并测量该信号的电压和频率。
3、通过观察李萨如图形，学会用示波器测量频率的方法。
4、回答问题：一个正弦波和锯齿波耦合出现的李萨如图形是什么样子?
附录：参考资料：示波器的基本结构及其原理
示波器动态显示物理量随时间变化的思路是将这些物理量转换成随时间变化的电压，加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化，最后把电子运动的轨迹荧光屏显示出来。
示波器主要由示波管和复杂的电子线路构成。这里只介绍示波器的基本结构和扫描、整步(同步)功能c示波器的基本结构如图3—9—1所示。
1示波管
示被管出电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，并封装在高真空破璃管内．其中电子枪是示波管的核心。
由电子枪发射电子，经过相互正交配置的x、y偏转板射到荧光屏上．使荧光物质发光显示出光点。
y偏转板是水平放置的两块电极。当y偏转板上的电压为零时、电子正好射在荧光屏竖直方向的中间p位置。如果y偏转板加上电压．则电子束受到电场作用，运动方向发生偏移，如图3—9—2所示。如果所加的电压不断发生变化，p点的位置也跟着铅垂线上
移动，在屏上看到的是一条铅直的亮线。荧光屏上亮点在铅直方向的位移y相加在y偏转板上的电压uy成正比。
x偏转板是垂直放置的两块电极。在X偏转板上加一变化的电压，那么荧光屏上亮点在水平方向的位移x也与加在x偏转板的电压uX成正比，于是在屏上看到的是一条水平亮线。
加在两对偏转板上的电压分别控制电子束在x、y方向的偏转，可使光点在荧光屏
x、y平面内处于任一位置。
2．示波器显示波形的原理
如果在Y偏转板上加一随时间作正弦变化的电压Uy=Umsinωt：Mw dn心，在荧光屏上仅能看到一条铅直的亮线，而看不到正弦曲线。只有同时在x偏转板上加入一个与时间成正比的锯齿波电压ux＝Ut‘(见图3—9—3)．才能在荧光屏上显示出信号电压Uy和t的关系曲线，其原理如图3—9—4所示。
