用电位差计测量电动势.ppt

1、基础物理实验中心,用电位差计测量电动势,用电压表直接测量电源电动势，由于电源内阻产生电压降而使结果偏小。本实验通过电位差计来测量未知电动势，采用两种基本测量方法补偿法和比较法，从而解决了测量不准的问题。该方法的优点是测量精密度高、测量范围宽广,实验简介,实验目的,1掌握电位差计的工作原理、电路结构和特点。 2学习用线式电位差计测量电动势,1一般方法 在测量电池电动势Ex时，一般是在电池两端并联上伏特表，此时,由于电源内阻r的存在，测量值不准,实验原理,2补偿法,I,R,在电阻两端加电压，接通开关，调节C、 D间电压（此电压在回路中与Ex 反向，起补偿作用）使检流计（）中无电流，指针不偏转，此时

2、Ex =UCD，测量此时UCD 即为待测电动势,补偿回路,实验原理,3电位差计的电路及原理,电位差计共有三个回路：上半部分为工作回路（n），下半部分为两个补偿回路：一个是标准电池补偿回路（ ），一个是待测电动势补偿回路（）,实验原理,比较法测电动势（前提：保证工作回路电流不变）。 待测电动势补偿回路达到补偿时,3电位差计的电路及原理,实验原理,其中Ex（待测电池的电动势）未知，ES （标准电池的电动势）已知。 Lx为CD间长度， LS为CD间长度，均可测量。 r0为A、B间电阻丝单位长度的阻值,1,标准电池补偿回路达到补偿时,2,1）、（2）两式相除，得,其中 ，称为电阻丝单位长度的电压降,3

3、电位差计的电路及原理,实验原理,3,UJ-11电位差计（十一线式电位差计） 检流计（AZ19型） 直流稳压电源（3V） 滑线变阻器 标准电池 待测电池 单刀单掷开关 固定电阻 连接导线若干,实验仪器,UJ-11电位差计（十一线式电位差计,电阻线AB长5.5m，5m往复绕在11个接线插孔上，0.5m绕在0B上。 电阻丝电阻：7.198/m 电阻丝允许最大电流：0.2A,实验仪器,A,B,0,检流计 （AZ19型,实验仪器,直流稳压电源(3V,实验仪器,滑线变阻器,3,1,2,实验仪器,标准电池,实验仪器,在室温+20时,1.0186V,1在关闭电源、断开开关的情况下连接电路； 注意： 工作电源、

4、标准电池和待测电池一定要正极对正极、负极对负极,实验内容与步骤,实验内容与步骤,2校准电位差计（提供合适的工作电流）并测LS,要求：电阻丝每米电压降约,0.2V/m,工作电流过大过小，会使 UCD也过大过小，补偿回路将无法调到补偿状态。因而工作回路需要校准,再计算出电阻丝,长,实验内容与步骤,由给定公式计算出标准电池电动势ES,LS=5.093m (以室温20为例,校准方法： 接通电源开关S1 ，接入标准电池Es，将插头C插在数字5的插孔上，滑动触头D移到0.0930m处，按下触头D ，调节滑线变阻器Rn ，使检流计指针指零（注意检流计档位的使用）。接通S3（等于去掉保护电阻R），再次微调Rn

5、 ，使P的指针指零，此时电阻丝上每米电压降A =0.2伏/米。 测量Ls ： 实验中，调节滑线变阻器Rn难以使检流计指针指零，可以微调滑动触头D的位置，以使检流计指针指零，但这时要记录Ls的值（不是5.0930m,实验内容与步骤,断开S3 ，固定Rn和工作电源电压（保持工作电流不变）。 接入Ex，将滑动触头D移到靠近尺的左边处，移动插头C在不同插孔处，按下触头D ，找出使P的指针偏转方向相反的两个相邻数字的插孔，将插头C插在数字小的插孔上，然后向右移动触头D ，点按式接触D ，直到P的指针指零。接通S3 ，稍微调节触头D的位置，当P的指针不偏转时(灵敏度取较高的档位)，记录CD间电阻丝的长度Lx,3测,实验内容与步骤,重复测量5次,单位：m,表测量长度Ls、 Lx,实验内容与步骤,计算不确定度（不计B类不确定度,计算平均值,实验内容与步骤,估算不确定度，写出结果表达式,1)EX不确定度,实验内容与步骤,2)写出结果表达式,工作电源E、标准电池ES和待测电池Ex一定要正极对正极、负极对负极； 实验中禁止使滑动触头D在电阻丝上滑动着找平衡点，以免磨损电阻丝，而是采用跃按方式； 正确使用检流计； 标准电池内装有玻璃容器，容器内盛有化学液体，要防止震动和摔坏，不可倒置,注意事项,1调节电位差计达到补偿状态的必要条件是什么？（提示：E与ES、Ex之间的极性有什么要求？