用电位差计测量电动势

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1、实验名称用电位差计测量电动势实验编号0801010实验课时3类别必修（√）限选（）任选（）类型演示、验证（√）综合、设计（）辅助教师职称授课对象全校工科本科生、专科生教材讲义王宏波等．大学物理实验(上)．东北林业大学出版社，2004实验内容（教学过程）备注实验目的(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。实验方法原理GEX3-10-2补偿原理E0(1)用补偿法准确测量电动势（原理）如图3-10-2所示。EX是待测电源，E0是电动势可调的电源，E0

2、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）GaXEEXKRCR3-10-3电位差计原理图GKXKSbXa0b0ABESmA由电源E、开关K、变电阻RC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a0、b0两触头的位置，就改变a0、b0间的电位差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EX比较。由EX、KX和Raxbx组成的回路叫测量

3、回路。调节RC的大小，使工作回路中电流值I0和RAB的乘积I0RAB略大于ES和EX二者中大的一个。实验装置11线式电位差计、ZX-21型电阻箱、晶体管直流稳压电源、单刀开关、毫安表、双刀双掷开关、标准电池、待测电池、带保护电阻R1的开关、检流计各1只，UJ37箱式电位差计1台，待测电压源1只。实验准备仔细检查稳压电源、标准电池、待测电池，待测电压源的状况。实验步骤(1)用线式电位差计测电池电动势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。实验步骤

4、②测量(a)调节RC使UAB≥EX，I0值调好后不许再变。(b)将K2掷向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

5、”。先粗调，后细调。数据处理次LS／mLx／m＝3.2004V1LS左＝4.6686LS右＝4.6690LS1＝4.6688LX左＝9.5350LX右＝9.5352LX1＝9.53512LS左＝4.6689LS右＝4.6691LS2＝4.6690LX左＝9.5358LX右＝9.5360LX2＝9.53593LS左＝4.6688LS右＝4.6673LS3＝4.6681LX左＝9.5355LX右＝9.5362LX3＝9.53594LS左＝4.6687LS右＝4.6691LS4＝4.6689LX左＝9.5364LX右＝9.53

6、70LX4＝9.53675LS左＝4.6684LS右＝4.6692LS5＝4.6688LX左＝9.5360LX右＝9.5370LX5＝9.53656LS左＝4.6686LS右＝4.6690LS6＝4.6688LX左＝9.5378LX右＝9.5385LX6＝9.5382平均值=4.6687＝9.5364(1)计算未知电动势Ex的平均值＝3.2004V(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＝0.3mm；8mm；数据处理＝0.3mm；8mm；＝8.0056mm。②计算直接测量量的Lx的标准不确定

7、度＝1.1mm；12mm；＝12.05mm。③Es的标准不确定度＝0.002V。④间接测量量Ex的标准不确定度0.38％；Ex的合成标准不确定度＝＝0.012V。⑤Ex的扩展不确定度取包含因子k=2，Ex的扩展不确定度U为＝0.024V。(3)结果表达式思考题L1L2GRXEEXKKSRCR(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？图3-10-6思考题2附图(2)用电位差计可以测定电池的内阻，其电路如图3-10-6所示，假定工作电池E

8、>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于补偿状态时电阻丝的长度。试证明电池EX的内阻（RX为已知）。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