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1、目录摘要1正文11-弓丨言12.主体21.1物理思想21.2实验目的21.3实验仪器21.4实验原理21.5实验步骤31.6实验数据与处理41.7实验结论61.8注意事项6参考文献6干电池电动势及内阻的测定•摘要本实验是通过对低压屯位差计原理的理解，根据其原理——补偿法，自行设计补偿电路，对干电池的电动势进行测量。得出电动势为1・68左右，和对误斧为1.07%。而干电池内阻的测量，则采用串联分压原理，利用前一步得到的结果，对干电池内阻进行计算，得到内阻为0.108Q左右。进而，对其进行不确定度的
2、评估。两组实验从方法和其他影响因素上來讲，前者的和对误并较小，而后者则和对较大。•正文1.引言1799年，伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金屈的导线中有电流通过。于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起來。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功制成了世界上第一个电池“伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。今天的干电池是一种伏打电池，利用某种吸收剂（如木屑或明胶）使内含物成为不会外溢的糊状。常用作手电筒照明、收音机等的电源。但随
3、着电池的使用，电池的电动势会下降，内阻会升高，使电池的寿命变短,输出功率下降。口常生产中人们测量的方法有伏安法、电位差计法及双电表法等。本实验就是通过补偿法和分压法，自行设计电路来分别测量电池的电动势及内阻。2.主体1.1物理思想若用伏特表直接并联在干电池的输出两端，则伏特表的读数并不等于该电池的电动势。因为干电池存在内阻，电池箱外输电流时，会引起内阻产生压降。因此，不能用伏特表直接测量干电池的电动势。因为干电池的内阻是不能避免，所以想办法实现电流为零。如何实现测量电路屮电流为零呢？设想将一个连
4、续可调的标准电源和待测电池同极性相接，并接入检流计作为回路有无电流的判据，对于任何待测电池，通过调节标准电源的输出电源的大小，总能实现使待测电池的电动势与标准电源的输出电压相等（及检流计示数为零）。此吋，称冋路屮待测电池向外界提供的电流已被可调节的标准电源向外提供的电流“补偿”。这既是“补偿法”的由來。1.2实验目的深刻理解补偿法的基本原理：1）学会测量干电池的电动势及内阻；2）了解干电池的使用时间对其内阻及电动势的影响；3）学会对实验结果进行处理和评估；4）学会实验设计的基本原则和设计方法。1
5、.3实验仪器图1.1待测干电池一节、电阻箱两个、滑线变阻器一个、直流稳压电源两个、检流计一个、双刀双掷开关一个、单刀单掷开关一个、导线若干。1.4实验原理1、如图1」采用补偿法原理，使被测电动势与标准电动势相比较，从而获得测量结果，即当Ig=O时,Ex=ENo（指出：原则上这种方法可以测出未知电动势E,,但使用可调电源是不切实际的，因此，电位差计是利用分压的方法，使电动势E,和一个大小可变的、11能准确知道的电位差来达到补偿。）2、电位差计的工作原理：图1.2中E,为待测电动势，E为工作电源，G
6、为检流计,Er为标准屯池，它能保持稳定的屯动势，但随温度而变化。测量时，先将转换开关“K”置于“标准”位置，调节Rx使检流计指“0”，则:En=IRy（1）这一步骤的目的是使工作电流回路中的R,流过一个标准电流。E图1.2保持I不变，然后将转换至“待测”位置，调节Rx使检流计指“0”,则Ex=IRX（2）ExRy'由（1）（2）得：其中,En是标准电动势（已知）,若Rx、Ry已知,则可测得待测电池的电动势Ex。由于精密电阻R,.、R/v的准确度很高，标准电池的电动势准确稳定，检流计很灵敏，所用电
7、源稳定，所以E,•的测量精度很高。此外，当补偿回路达到完全补偿时，回路屮无电流，这表明测量时既不从标准电池中，也不从测量冋路中吸取电流，因此，不改变被测冋路的原有状态和电动势的值。亦可避免冋路中导线电阻、标准电池内阻及被测冋路等效内阻对测量准确度的影响。1.5实验步骤1.5.1干电池电动势的测量1.如图1.2所示，连接电路（注意三个电源的极性）；2.闭合开关S,开始时，使和届中对电路进行保护，使开关K偏向标准回路，调节Ry,使检流计的示数为零，记下此时的电阻值；3.将开光K偏向待测电路，调节Rx
8、,使检流计示数为零，记下此时电阻值；4.重复以上步骤，进行多次测量。1.5.2干电池内阻的测量按图1・3连接线路，取R=1000欧姆。由欧姆定律：TEx=U+Ir=IR+Ir(4)所以：r=Ex_Ur(5)U乙已测知，只需测得电阻R两端的电压U,由上式即可得i•内。1・6实验数据与处理U未知接电位差计未知接电位差计图1.3Rn/£1491490489RvQ560544544&=励％內1.711.671.671.6.1数据记录表-1标准电阻及待测电阻的关系(其屮标准电源电动势为En=1.5v)Ur
