大学物理实验（上）用电位差计测电池电动势.ppt

用电位差计测电池电动势一、基本原理测量电池的电动势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只有当I=0时,电池两端的电压才等于电动势Ex。这就需要用补偿法。图中电阻ab为电位差计内部的已知标准电阻,只要工作电源的电动势E大于标准电池的电动势E0,滑动d点就可以找到使得检流计G无电流的平衡点,此时ad段的电位即为E0。该过程称为“校准”。设ad段电阻为r1,则有:电位差计是用比较法测量电位差的仪器。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:从而,待测电池的电动势:二、实验过程:先看实验电路由电源E、补偿电阻Rp和标准电阻Rab串联而成的闭合回路,称为工作回路。由检流计、标准电池E0(或待测电池Ex)和Rcd(或Rcd’)构成的回路,称为补偿回路。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。、D端接在何处?取决于校准要求。现标准电池E0=,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=。(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=。实物接线图选定C的插孔位置并移动D,使得LCD=。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。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:2、,。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。实物接线图保持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。