电位差计测电池的电动势和内阻

课 题用线式电位差计测电动势教学 目 的 2．把握电势差计的工作原理和构造特点；重难点3．学会用线式电势差计测量电源电动势。1．补偿法的理解；教学 方法2．电势差计的正确使用。讲授、争论、试验演示相结合。学时3一、前言器之一，它主要用来测量电动势、电势差和校准电表，还可用于间接地测量电阻、电〔如温度、压力〕0.1%～0.03%。计，因而测量精度高，测量结果牢靠。二、试验仪器直流稳压电源，万用表，线式电势差计，指针式检流计，标准电池，待测电磁，滑线变阻器，电位器，双掷双刀开关，单掷单刀开关，带保护电阻单刀开关，导线。三、试验原理关键讲清两点：12、补偿法的实现〔一〕直接用电压表测量电动势时，得到的是电池两端的路端电压，由于电池有内阻，只要有电流通过，它就会有电压降，所以电压表的示值〔端电压〕总是小于电源电动势。UEIrx〔二〕补偿法:要消退电池内阻产生的电压降，就必需使流过电池的电流为零，4.8－1法测电池的电动势。〔三〕电势差计工作原理实际使用中，精度高而连续可调的电动势是没有的。为了实现上述测量，通常承受4.8－2作回路、校准回路和待测回路三个局部组成。K1

IAB。K2

Es

GC、D两点位置，找到适宜的C、D长度，使G的指针零偏转，即EU ，此时，电路s CDRCD

上的电压降与标准电池的电动势互为补偿。R0

CDLs

，则有CDEs

IRL0 s保持电阻Rn

IK2

Ex

C”、D位置，使检流计G再次指零，到达补偿状态。CD”Lx

Ex

IRL0 x则有：E x

LxEL ssELs s

LEx

可求出。四、试验内容与步骤〔一〕仪器介绍〔Es

不同温度对应值〔稳5V、待测电池〔1.5V电池、滑线变阻器，电位器、检流计〔讲解如何使用以及保护、单刀开关〔两个、双刀双掷开关〔讲解如何接线。〔二〕合理布置仪器再接待测回路，最终接校准回路。〔三〕校准电势差计首先测出始温tLs

为6m，依据公式MEs

/L，算出单位长度电阻丝上的电压降。将万用电表调至2.5V档，粗s”，记录于数据表中，由公式L”

E”/ME

电阻丝x的或许长度。

x x xRn1

〔滑线变阻器Rn2

〔电位器〕调到中间位置，接上工作电源，合上K1

，使工作回路接通，将C6D0为使工作回路和标准回路尽快到达补偿状态，先用万用电表直流电压2.5V60Rn1

使之约为1.02伏。将检流计锁扣，调至白色圆点处，调整检流计机械零点。然后进展粗校，粗校时将换向开关K2

合向标准电池，接通校Rn2

，使检流计指针指零。最终进展细校，将开关K3

合上，使保护电阻R短路，微调Rn2

，使检流计指针再次指零，此时电势差计被校准〔即工作电流被校准。〔四〕测量未知电动势首先粗测，断开开关K3

、K，依据估算长度L”2

确定C端位置，将开关K2

合向待测电池，接通待测回路，保持电阻R 、Rn1 n2

不变，接通检流计，保持D端位置，并使之与电阻丝点接触，使检流计指针指零〔粗测。然后细测，合上开关K3

，微调D端KKL。3 2 x〔五〕重复上述两个步骤，一共测五次。五、数据表格及数据处理数据表格单次测量室温t7.8(C) 标准电池电动势E 1.0190(V)sLL(m)sM(V/m)E”(V)x”x6m0.169831.569.1857LL(m)xx|LxiL|(m)x0.00340.00100.00240.00220.00279.3329测量次数(n)12345L(m)9.32959.33399.33059.33519.3356LS 0.0012(m), E 1.5850V)(L L)2(L L)2n(n1)xi xx s计算不确定度〔1〕11个接线柱上，考虑其缠绕不均，估量每米误差为0.002m，且误差为均匀分布，则

L3i〔L为实际使用长度。3i30.00L2 0.00L23对确定长度L s

s U 3L3s

s0.00( )Lx

S22S22L3 x U 3Lx x

0.0109(m)标准电池在0~40C范围内的最大误差不超过50V，即4.0105

4.015仪”

V。按正态分布处理，则UEs

2105(V)3合成不确定度〔无视检流计灵敏度不够引起的误差〕Ex(ULLs)2Ex(ULLs)2(ULLx)2(UEEs)2sxs〔4〕测量结果表达式 E EU1.5850.003(V)x x六、留意事项线路接好后，要认真检查，确认无误方可接通电源，特别要留意正负极的连接，断开电源时，应先断开校准回路。试验过程中强调保护标准电池和检流计不受损害，标准电池的通电时间不宜过长，通过标准电池和检流计电流都不宜过大。因此为避开消灭过大电流，调试时应把握先粗后细的原则，先粗测再细测。n1、工作电流标准化以后，n1、于工作条件的不稳定，工作电流常偏离标准状态，为此每次测一次数据，必需重进展一次校准，以减小测量误差。学会估量及趋势把握，节约时间，不要盲目查找。DD避开刮伤电阻丝。七、教学后记本试验要测量的数据较多，试验的实际操作比较繁琐，因而学生感到完成试验有肯定难度，因此在授课中强调学生肯定要急躁调试。学生对试验原理的具体实施理解不透，因而接线和实际操作中消灭错误，例如补偿电阻的估量与插孔的查找，因此在讲解原理时肯定要讲清讲透。学生试验操作中标准性不够，例如保护电阻的接入