用电位差计测量电动势.pdf

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1、用电位差计测量电动势实验目的(1)掌握电位差计的基本线路及测量原理。(2)掌握用线式电位差计、UJ37箱式电位差计测量电动势的电压的基本实验方法。实验方法原E0理(1)用补偿法准确测量电动势（原理）如图3-10-2所示。EGX是待测电源，E0是电动势可调的电源，E0和EX通过检流计联在一起。当调节E0的大小，使夫流计指针不偏转，即电路中没有电EX流时，两个电源的电动势大小相等，互相补偿，即EX＝E0，电路达到平衡。(2)电位差计测量电动势（方法）3-10-2补偿原理由电源E、开关K、变电阻RRCEKC精密电阻RAB和毫安表组成的回路叫工作回路。由RAB上有压降，当改变

2、a0、b0两触头的位置，就改变a0、b0间的电mAARB位差Ua。b。，就相当于可调电动势E0。测量时把Ua。b。引出与未知电动势EXaXa0b0bX比较。由EX、KX和Raxbx组成的回路叫测量回路。调节RC的大小，使工作回GESG路中电流值I0和RAB的乘积I0RAB略大于ES和EX二者中大的一个。KSEX实验步骤KX(1)用线式电位差计测电池电动势3-10-3电位差计原理图①联结线路按书中图3-10-4联电路，先联接工作回路，后联接测量回路。正确联接测量回路的关键是正确联双刀双掷开关K2。②测量(a)调节RC使UAB≥EX，I0值调好后不许再变。(b)将K2掷向

3、ES一侧，将滑动触头从1逐一碰试，直到碰相邻插孔时检流计指针向不同方向摆动或指零，将a插入较小读数插孔，移动b′使检流计指零。最后合上K3。(c)将K2掷向EX，重复步骤（b）。(2)UJ37箱式电位差计的校准和使用UJ37箱式电位计测量范围为1~103mV，准确度级别0.1级，工作温度范围5℃～45℃。①校准先把检流计机械调零。把四刀双掷扳键D扳向“标准”，调节工作电流直至检流计指零点。②测量校准完后，把待测电压接入未知，将未知电压开关扳向“ON”。先粗调，后细调。数据处理次LS／mLx／mLS左＝4.6686LX左＝9.53501LS右＝4.6690LX右＝9.5

4、352LS1＝4.6688LX1＝9.5351LS左＝4.6689LX左＝9.53582LS右＝4.6691LX右＝9.5360LS2＝4.6690LX2＝9.5359LS左＝4.6688LX左＝9.53553LS右＝4.6673LX右＝9.5362LS3＝4.6681LX3＝9.5359LxLS左＝4.6687LX左＝9.5364ExES＝3.2004V4LS右＝4.6691LX右＝9.5370LSLS4＝4.6689LX4＝9.5367LS左＝4.6684LX左＝9.53605LS右＝4.6692LX右＝9.5370LS5＝4.6688LX5＝9.5365LS左＝

5、4.6686LX左＝9.53786LS右＝4.6690LX右＝9.5385LS6＝4.6688LX6＝9.5382平均值LS=4.6687LX＝9.5364(1)计算未知电动势Ex的平均值LxExES＝3.2004VLS(2)计算未知电动势Ex的不确定度U①计算直接测量量Ls的标准不确定度uLS2LSiLSuALS＝0.3mm；uBLS8mm；nn12LSiLSuALS＝0.3mm；uBLS8mm；nn122uLSuALSuBLS＝8.0056mm。②计算直接测量量的Lx的标准不确定度uLx2LxiLxuALx＝1.1mm；uBLx12mm；nn122uLxuALxu

6、BLx＝12.05mm。③Es的标准不确定度仪uESuBES＝0.002V。3RCEK④间接测量量Ex的标准不确定度ucExL1uERcrelx0.38％；L2Ex的合成标准不确定度ucEx＝ucrelExEx＝0.012V。EX⑤Ex的扩展不确定度G取包含因子k=2，Ex的扩展不确定度U为思考题图3-10-6KS思考题2附图UkucEx2ucEx＝0.024V。RX(3)结果表达式ExExUV3.200.02V;k2(1)按图3－10－4联好电路做实验时，有时不管如何调动a头和b头，检流计G的指针总指零，或总不指零，两种情况的可能原因各有哪些？(2)用电位差计可以测

7、定电池的内阻，其电路如图3-10-6所示，假定工作电池E>EX，测试过程中Rc调好后不再变动，RX是个准确度很高的电阻箱。R是一根均匀的电阻丝。L1、L2分别为KX断开和接通时电位差计处L1L2于补偿状态时电阻丝的长度。试证明电池EX的内阻rRx（RX为已知）。L21.按图3-10-4联好电路做实验时，有时不管如何调动a头和b头，检流计G的指针总指零，或总不指零，两种情况的可能原因各有哪些?答：总指零的原因：测量回路断路。总不指零的原因：①E和Ex极性不对顶；②工作回路断路；③RAB上的全部电压降小于ES，Ex二者中小的一个。图3-10-6思考题2附