2013学年-电位差计实验～～

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1、用电位差计测电池电动势用电位差计测电池电动势黄建敏老师hjm138@fzu.edu.cn一、基本原理电位差计是用比较法测量电位差的仪器。测量电池的电动势Ex时，通常不能直接用电压表。若将电压表直接并联在待测电源两端，则只能测得电池的端电压U=E−IrxE+x−只有当I＝0时，电池两端Ir的电压才等于电动势Ex。+−这就需要用补偿法。V工作电源E图中电阻ab为电位差计内+−部的已知标准电阻，只要工作ab电源的电动势E大于标准电池d的电动势E，滑动d点就可以0G找到使得检流计G无电流的平+−衡点，此时ad段的电位即为E0。标准电池E0该过程称为“校准”。设ad段电阻为rE=I⋅r

2、1，则有：01将标准电池换为待测电池Ex，保持电流I不变，重新移动d点到d’，使G仍为零，设此时ad’段的电阻为r2，则有：Ex=I⋅r2r2从而，待测电池的电动势：Ex=⋅E0r1二、实验过程：先看实验电路工作电源ERp由电源E、补偿电阻+−Rp和标准电阻Rab串联而ab成的闭合回路，称为工作cdG回路。由检流计、标准电+−池E（或待测电池E)0x标准电池E0和R（或R）构成的回cdcd’+−路，称为补偿回路。待测电池Ex接线过程中，应先接工作回路，再接补偿回路。注意各电源的极性，不要接错。1.用滑线式电位差计测一号电池的电动势(1)按P图3-52接好线路133实物接线图（

3、）校准电位差计2C、D端接在何处？取决于校准要求。现标准电池E0＝1.0186V，而电阻丝的电阻是均匀的，可以选定电阻丝单位长度电压降U0＝0.2000V/m。（即取校准电流I0为某特定值）则接入标准电池后，欲使得检流计中无电流，有LCD＝5.0930m。选定C的插孔位置并移动D，使得LCD＝5.0930m。闭合K1，将K2倒向标准电池E0一侧，断开K3，通过调节Rp（用跃接法按D键），使G的指针基本指零；此为粗调。合上K3，再细调Rp，使G确切指零。校准完成。注意：此后Rp的值不可变动，即保持I0恒定。（3）测量待测电池的电动势Ex将K2倒向待测电池Ex一侧，断开K3，利用

4、插头C端找出使G指针左右偏转的2个相邻插孔，估计出Ex的大小。设C插入m线的孔时G左偏，插入n线的孔时G右偏且m＞n，则有：mU>E>nU0x0将C端插入n线对应的孔，滑动D使G中电流基本为零。再合上K3，细调D。使G中电流确切为零。读出此时的CD两点距离LC’D’，则E=U⋅Lx0C'D'2、用301型箱式电位差计测一号电池的电动势(1)按P图3-54接好线路134实物接线图（）校准电位差计2将A盘转到1.0，B盘转到0.0186处。合上K1，打开K3，将K2倒向E0方向。调节Rp并用跃接法通断按键K4使G的指针基本为零。合上K3，细调Rp，使G中电流确切为零。（3）测量E

5、X保持Rp不变。将K2倒向待测电池Ex一侧，断开K3，将B盘转到0，旋转A盘找到按下K4时使G的指针左右偏转的相邻档位并将A盘读数定在较小档位。调整B盘读数使G基本指零，再合上K3，细调B盘读数使G指针确切为零。记录下此时A、B盘读数。待测电源电动势Ex＝A＋B（V）注意：测量完毕，应先断开补偿回路，后断开工作回路。思考：1、如何用电位差计测量某给定电路两端的电位差？2、如何用电位差计测出电池内阻？3、标准电池能否作为一般电源用于电路中？为什么？结束1、先接工作回−+路；2、再接标准电池补偿回路。+−待测电池返回+−1、先接“电池”端口对应的工作回路；2、再接“未知”端口对应

6、的补偿（或测试）回路。＋返回＋＋＋＋