用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验精编版

1、用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验实验目的1掌握用电势差计测量电动势的原理；2测量干电池的电动势和内阻。实验仪器板式电势差计、检流计、标准电阻、电阻箱、滑线变阻器、标准电池、直流电源、待测干电池。实验原理电势差计是一种电势差测量仪器它的工作原理与电桥测电EK E阻一样，是电势比较法其中板式电势差计的原理直观性较强，RE内RPI有一定的测量精度，便于学习和掌握。MaE sb N板式滑线电势差计的电路如图1 所示图中 M.N 为一根粗细G1RP 以及工作电池E 、电源0K G非常均匀的电阻丝，它与可变限流电阻2开关 K E 互相串联 ES 为标准电池 .EX 为待测电池的电动势G 为Ex检流

2、计 当 K E 接通， K G 既不与 ES 接通又不与 EX 相连时， 则流过图 1电势差计原理图MN 的电流 I 和两端的电压 Uab 分别为IERMNRE内RP（ 1）U ab U a U bERabRPRMNRE内（ 2）式中 RE 内为电源 E 的内阻当电键K G 倒向 1 时，则 ab 两点间接有 G 和 ES若 U ab=ES时，检流计指零，标准电池无电流流过，则U ab 就是标准电池的电动势，此时称电势差计达到了平衡令 ab 间的长度为 l ，则电阻丝单位长度的电压降为Es l ，如果，ES1.01866V ，l 10.1866 m ，那么 Es l0.100000 Vm 1当

3、电键 KG倒向2 时，则 ab 两点间的 ES换接了 EX由于一般情况下E xEs ，因此检流计指针将左偏或右偏，电势差计失去了平衡如果合理地移动a 和 b 点以改变 Uab 值，当 U abE x 时，电势差计又重新达到平衡，令 ab 间的距离为 lx ，则待测电池的电动势为ExEsl x（ 3）lE X0.100000l x（ 4）1所以调节平衡后，只要量度l x 值就很容易得到待测电池的电动势。下面讨论怎样用电势差计测量电池的内阻。根据全电路欧姆定律 UE IR内 可知，为了测定电池内阻Rx内 ，必须要电池放出一定的电流 I ，通常情况下 Rx内 为常数， 为了控制回路中I 的大小， 要

4、设置限流器 R ，电流的测量采用电流.电压变换法，即测量阻值足够准确的电阻器两端电压， 根据电压除以电阻算出电流值，因此测量电池内阻的实验线路如图2 所示。Ex RsU 02Rx内化简为R Rs（ 5）0Rs2RxRE x图 2测量电池内阻式中 U 02 与 R 为变量，若 R 为自变量，并与待测量Rx内 分开，变换上式，可以得到1RsRx内1RU 02Ex RsEx Rs（6）显然1b11；而截距为与 R 成线性关系，其中斜率，则 ExU 02Ex Rsb RsRsRx内b Rs Rx内 ，则 Rx内aaRsExRsb（ 7）实验内容1按图 1 接线，图中R为滑线变阻器，R 为电阻箱，Rs为

5、标准电阻器Es和Ex分P别为标准电池和待测电池的电动势虚线框内就是十一线电阻丝，a 为粗调接线柱， b 为细调滑动块。2电流标准化调节通过下式可以计算出室温t 时标准电池的电动势Es 。Es E20E其中EV39.9t C 20 0.94 t2t C3C 20 0.00920106中 E20 表示温度为 20C 时的电动势（标准电池上已注明其值）， EV表示E 以V为单位时的数值t C 表示 t 以为单位时的数值置a 、 b 间的长度为 10Es V m ，如Es1.01866V ，则 a 、 b 间的长度为 10.1866 m 接通 K E ，将 KG 与 1 端相连，精细调节RP ，使 IG ，即电势差计达到平衡，完成了电流标准化调节程序。23测量 U 02 值已知待测电池的电动势Ex1.5 V 左右，放电电流要大于100 mA 才稳定（当然不宜过大） ，因此取 Rs10，使R 从 0 到 5变化，测量 U 02 值。4取 R 为横坐标，1为纵坐标，将上述测到的数据作1R 图，根据图线求得U02U02截距和斜率的值，再算