电位差计大学物理实验资料PPT课件

1、实验目的 1.1.学习“补偿法” 在实验中的应用。 2.掌握电位差计的工作原理及其进行测量的基本方法。3.3.学习对实验电路参数的估算及校准的方法。 第1页/共29页实验仪器 FB322型电位差计实验仪和FB325型新型十一线电位差计 第2页/共29页补偿法原理 G vRgRU-+VErI电压表的测量原理：实际测的是通过表头的电流，转换成电压值标出电压表测电动势实际测的是端电压因电动势有内阻I测的不是电动势！电压表是由表头G（微安表）和分压电阻Rv组成实验原理 第3页/共29页补偿原理 IIIg=0因测量时，待测电动势有电流输出加一电源（工作电源）提供一反向电流注意两者的方向调节E0，使电路总

2、电流为0等效Ex无输出第4页/共29页补偿法原理图 工作回路 校准回路测量回路工作电源工作电流待测电动势检流计标准电池 NE标准电阻 、NRXR标准电阻 、第5页/共29页补偿原理 1、调工作回路选定RN，调Rp使检流计电流为0电路达到平衡补偿状态 I0RN=EN（EN像似未接）开关合向 NE2、测量调Rx使检流计电流为0（Ex像似未接）I0Rx=ExxNxNEERR NNxxERRE 开关合向 xE注意：测量时，Rp不能变！工作回路的I0不变！I0由3个电阻值和E0决定I0由3个电阻值和E0决定第6页/共29页由11条电阻丝代替Rp 、Rx和RN，且共用每条电阻长1米，10。（新式的电位差计

3、：等效长1米）实际电路原理图 第7页/共29页工作回路校准回路测量回路RCDRNRCDRx第8页/共29页因测量时，工作回路的I0是一定值对工作回路，总电阻是定值11线I0RN=ENI0Rx=ExNNxxERRE E E0 0确定I0确定实验内容与步骤测量干电池的电动势 才有标定电位差计工作电流I0 标定E E0 0选定E E0 0值例：E E0 0=2.2V=2.2V第9页/共29页U0 ：每米的电压1 1、电位差计工作电流I0的标定电阻丝总长度为1111米 1100EU 根据需要，标定每米的电压为：U0V/mV/m十一线ABAB上的最大电压降为： V Vm m= =U0V/mV/m11m=

4、1111m=11U0（V V）V Vm m=0.2V/m=0.2V/m11m=2.2V11m=2.2V例：每米电压降标定为0.20.2V/m V/m ，最大电压为：量程：2.22.2（V V）V Vm m=0.3 V/m=0.3 V/m11m=3.3V11m=3.3V若：每米电压降标定为0.3 0.3 V/m V/m ，最大电压为：量程： 3.3 3.3（V V）即：量程为 1111U0（V V）第10页/共29页如何选量程？例：1.51.5V V的干电池若U0=0.1V/m=0.1V/m，量程：1 1.1.1（V V）过小，测不出若U0 =0.3V/m =0.3V/m，量程：3 3.3.3（

5、V V）过大，误差大U0=0.2V/m=0.2V/m，量程：2.22.2（V V）110VU V/m14. 0115 . 1 量程要适中第11页/共29页2 2、校准对于校准回路，I I0=0=0时例：0.2 V/m0.2 V/mENEN=RNI0=U0LCD=0.2LCD0UELNCD 标定m395. 33 . 00186. 1 标定CDLm093. 52 . 00186. 1 标准电池是一种化学电池，由于其电动势比较稳定. 例：0.3 V/m0.3 V/m即LCD=5.093m U0=0.2V/m（1 1）计算EN对应的电阻丝长度标准电动势：EN=1.0186 V0UELNCD 标定第12

6、页/共29页刻度盘：等效1m长电阻丝，分成3 3、测量干电池的电动势 0UELNCD 标定m093. 52 . 00186. 1 “C”接到“5”刻度盘对准 0.093100格每格：0.01m（2 2）将CDCD置于L LCDCD标定值注意：不要误作0.930.93，否则将难以平衡第13页/共29页m093. 5 CDL将刻度盘置0.093m刻度盘的读数右图的读数：0.630m类似游标卡尺读数第14页/共29页ENm093. 52 . 00186. 1 0UELNCD 标定因 EN= RNI0 = U0LCD=0.2LCD理论上检流计电流为0若不为0，调E0，使检流计电流为0第15页/共29页

7、先估算LCD测量类似LCD标定m5 . 72 . 05 . 1CD 测量L干电池的电动势 ：1.5Vm512. 7CD 测量L3、测量ExI0Rx=Ex = U0LCD测量=0.2LCD测量理论上检流计电流为0若不为0，调刻度盘，使检流计电流为0，记下读数V502. 1m512. 72 . 0CD0 测量LUEx第16页/共29页步骤： 接线开关K1 K断开（或“分”），开关K 、K：内接第17页/共29页接通总电源调节E0，电压为“.”检流计调0，量程先置最大档打开E0有粗调、细调电源调2.20V，以满足所设量程这就是工作电路的调节第18页/共29页m093. 52 . 00186. 1 标

8、定CDL“C”接到“5”刻度盘对准 0.093将CDCD置于L LCDCD标定值第19页/共29页虚线部分已接好面板画虚线处表示已经连好的连接校准回路第20页/共29页理论上，此时检流计电流应为0开关K2合向EN实际上，检流计电流一般不为0调E，使检流计电流为0注意：开始，检流计量程选最大，逐步减小。最后合上K3之后，E不能再变！2.18校准电路的调节第21页/共29页先估算LCD测量m5 . 72 . 05 . 1CD 测量L干电池的电动势 ：1.5V“C C”连接到“7 7”测量断开K2刻度盘置： 0.5第22页/共29页2.18同样，先将检流计量程选最大，断开K3调节时再逐步减小量程，最

9、后合上K3调节LCD测量，使检流计电流为0调节LCD测量，使检流计电流为0调节C点和刻度盘开关K2合向Ex连接待测电动势Ex记下测量值LCD测量=Ex=U0LCD测量=第23页/共29页4 4、测量干电池的内阻 EIRIrExR)EEE(I)EE(rXX选定R，如100欧断开开关K2（与测Ex类似：调节刻度盘，使检流计电流为0），测出EE是Ex的端电压通过R的电流将R，与Ex并联ExrE 第24页/共29页步骤1 1、确定量程： 1111U0（V V）110VU 2 2、计算标准电动势对应的电阻丝长度 （标准电动势：EN=1.0186 V ） 0UELNCD 标定=5.093m3 3、将CDC

10、D置于L LCDCD标定值：“C”接到“5”，刻度盘置0.093按P26图6接线：开关K1 K断开（或“分”），开关K 、K：内接4、接通总电源，调节E0，电压为“.”检流计调0，量程置最大档打开5、开关K2合向EN，调E，使检流计电流为0先将检流计量程选最大，断开K3调节时再逐步减小量程，最后合上K3一、调工作电路V/m14. 0115 . 1 U0=0.2V/m=0.2V/m第25页/共29页6、断开K2同样，先将检流计量程选最大，断开K3调节时再逐步减小量程，最后合上K37、开关K2合向Ex，调节LCD测量（调节刻度盘），使检流计电流为0估计LCD测量置LCD测量值(C接“7”，刻度盘：0.50.5）连接待测电动势Exm5 . 72 . 05 . 1CD 测量L8 8、记下此时刻度盘的数值LCD测量。结果：二、测电动势LCD测量=Ex=U0LCD测量=第26页/共29页三、测内阻9、断开K2同样，先将检流计量程选最大，断开K3调节时再逐步减小量程，最后合上K310、开关K2合向Ex，调节LCD测量（调节刻度盘），使检流计电流为0 测量CD0LUE记下此时刻度盘的数值: