一种物理模拟稠油热采中能量补充的实验装置和方法。所述物理模拟稠油热采中能量补充的实验方法采用本申请的实验装置进行，包括：1)注入阶段：将流体通过注入系统注入模型系统；2)采集阶段：流体由模型系统流入回注系统，并通过数据采集与控制设备记录流量检测设备和压力检测设备采集的流量数据和压力数据；3)回注阶段：数据采集与控制设备按照采集的流量数据和压力数据，控制回注泵送设备将流体由回注系统回注至模型系统中。本申请的实验装置能够在稠油热采的吞吐过程中暂储并及时释放能量，保障压力、温度、质量高效传递，保障能量补充，使得本申请的实验方法有效模拟地层能量的变化。