用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验

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1、用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验实验目的1．掌握用电势差计测量电动势的原理；2．测量干电池的电动势和内阻。实验仪器板式电势差计、检流计、标准电阻、电阻箱、滑线变阻器、标准电池、直流电源、待测干电池。012图1电势差计原理图实验原理电势差计是一种电势差测量仪器．它的工作原理与电桥测电阻一样，是电势比较法．其中板式电势差计的原理直观性较强，有一定的测量精度，便于学习和掌握。板式滑线电势差计的电路如图1所示．图中M.N为一根粗细非常均匀的电阻丝，它与可变限流电阻RP以及工作电池、电源开关KE互相串联．ES为

2、标准电池.EX为待测电池的电动势．G为检流计．当KE接通，KG既不与ES接通又不与EX相连时，则流过MN的电流I和两端的电压Uab分别为（1）（2）式中RE内为电源E的内阻．当电键KG倒向1时，则ab两点间接有G和ES．若Uab=ES时，检流计指零，标准电池无电流流过，则Uab就是标准电池的电动势，此时称电势差计达到了平衡．令ab间的长度为l，则电阻丝单位长度的电压降为，如果，，，那么．当电键KG倒向2时，则ab两点间的ES换接了EX．由于一般情况下，因此检流计指针将左偏或右偏，电势差计失去了平衡．如果合理地

3、移动a和b点以改变Uab值，当时，电势差计又重新达到平衡，令ab间的距离为，则待测电池的电动势为（3）（4）所以调节平衡后，只要量度值就很容易得到待测电池的电动势。下面讨论怎样用电势差计测量电池的内阻。根据全电路欧姆定律可知，为了测定电池内阻，必须要电池放出一定的电流，通常情况下为常数，为了控制回路中的大小，要设置限流器，电流的测量采用电流..电压变换法，即测量阻值足够准确的电阻器两端电压，根据电压除以电阻算出电流值，因此测量电池内阻的实验线路如图2所示。02图2　测量电池内阻化简为（5）式中与为变量，若为自

4、变量，并与待测量分开，变换上式，可以得到（6）显然与成线性关系，其中斜率，则；而截距为，则（7）实验内容1．按图1接线，图中为滑线变阻器，为电阻箱，为标准电阻器．和分别为标准电池和待测电池的电动势．虚线框内就是十一线电阻丝，为粗调接线柱，为细调滑动块。2．电流标准化调节通过下式可以计算出室温时标准电池的电动势。其中中表示温度为时的电动势（标准电池上已注明其值），表示以为单位时的数值表示以℃为单位时的数值．置、间的长度为，如，则、间的长度为．接通，将与1端相连，精细调节，使，即电势差计达到平衡，完成了电流标准化

5、调节程序。3．测量值已知待测电池的电动势左右，放电电流要大于才稳定（当然不宜过大），因此取，使从0到变化，测量值。4．取为横坐标，为纵坐标，将上述测到的数据作图，根据图线求得截距和斜率的值，再算出待测电池的电动势及其内阻。5．根据截距和斜率的不确定度及不确定度传递公式，估算出待测电池电动势和内阻的不确定度。实验数据（）（m）（V）