十一线式电位差计测量电动势

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1、线式电位差计测量电动势2011-10-2117:11:32來源：基础部浏览：79次大学物理实验报告实验名称十一线式电位羞计测量电动势实验日期实验人员【实验目的】1.了解电位差计的结构，正确使用电位差计；2.理解电位差计的工作原理一一补偿原理；3.掌握线式电位差计测量电池电动势的方法；4.熟悉指针式检流计的使用方法。【实验仪器】11线板式电位差计、检流计、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀双掷开关、保护电路组【实验原理】电源的电动势在数值上等于电源内部没冇净电流通过时两极件的电压。如果直接用电压表

2、测量电源电动势，其实测量结果是端电压，不是电动势。因为将电压表并联到电源两端，就有电流/通过电源的内部。由于电源有内阻旷0,在电源内部不可避免地存在电位降"仍因而电压表的指示值只是电源的端电压的人小，它小于电动势。显然，为了能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流/为零。此时，电源的端电压U才等于其电动势1.补偿原理如图1所示，把电动势分别为Es、Ex和检流计G联成闭合回路。当EsEx时，检流计指针偏向另一边。只冇当Es=Ex时，回路中才没有电流，此时7

3、=0,检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。反过来说，若1=0,则Es二Ex。图1补偿电路1.十一-线电位差计的工作原理如图2所示，AB为一根粗细均匀的电阻丝共长11米，它与直流电源组成的回路称作工作回路,由它提供稳定的工作电流人；由待测电源Ex、检流计G、电阻丝仞构成的冋路称为测量回路•、邑标准电源Es、检流计G、电阻丝CD构成的冋路称为定祢"或焚准）回路"调节总电流的变化可以改变电阻丝单位长度上电位差Uo的大小。C、D为AB上的两个活动接触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB上取适

4、当的电位差來1）预设当直流电源接通，K?既不与Es接通、又不MEx接通吋，流过4〃的电流人和CD两端的电压分别为式中人为直流电源的总电阻。当电键K?倒向1时，则AB两点间接有标准电源Es和检流计Gk适当移动C和D点的位置以改变C/cd。当UCd=Esiht,检流计的指针指零，标准电池无电流流过，此时C/cd就是标准电池的电动势，电位差计达到了平衡。令C、D间长度为％，因为电阻丝各处粗细均匀、电阻率都相等，则电阻丝单位长度上的电压降为Es/Iso2）测量在保证工作电流Zo不变的条件卜一，将K2拨向

5、2,则CD两点间的Es换接了待测电源Ex，由于一般情况下EsHEx，因此检流计的指针将左偏或右偏，电位差计失去了平衡。此吋如果合理移动C和D点的位置以改变C/cd，当时，电位差计乂重新达到平衡，使检流计G的指针再次指零。令C.D两点之间的距离为厶＞贝J待测电池的电动势为Ex=Eslx/Is所以，调节电位差计平衡后，只要准确量取❻值就很容易得到待测电源的电动势。这就是用补偿法测电源电动势的原理。【实验步骤】(1)按图2连接好电路。(2)测量电源电动势粗调：接通电源E,K?倒向“7”，估算大约应取的

6、长度，将“C”插入适当的插孔。中调：适当改变C、D位置，到G的指针基本不偏转为止。(该步骤釆用先找到g的指针向相反方向偏转的两个状态，然后用逐渐逼近的方法可以迅速找到平衡点。)微调：使保护开关电阻的取值为零，微调触点D的位置，调至完全平衡，记录花的长度。(3)&倒向“2”，用相同的步骤测出❻(4)计算Ex的值(5)重复步骤(2)(3)(4)进行测量，测量数据计入表格。【数据记录】1.记下实验所用标准电池的电动势Es2.记录表格测量次数电阻丝长度Is(m)电阻丝长度lx(m)待测电动势Ex(V)矗

7、(V)12345【数据处理】【误差分析】1.电阻丝粗细不均匀或电阻率不均匀导致电阻丝长度有误差；2.检流计指针没有完全处于“0”刻度时就进行读数导致测量课差；3.检流计的屏蔽端钮没冇接地，电位差计存在在绝缘不良的地方产生电位差，给测量结果带來谋差；4.实验过程中由于吋间过长或者环境温度出现明显波动导致标准电池电势出现比较大的变化带来误差；*【实验改进】*1.将板式电阻改为数字滑动变阻器2.把直尺读数改为自动读数器3.直尺上镶磁性物质，使Z与移动铁片相互作用4.把直尺与滑片接触处改为凹槽(类似犬平

8、的游码形式)5.把电阻线改为绣花针般的金属杆，不好变形(影响试验结果)6.将电阻线绕成圆柱壮，方便读数。（分光计读数盘的启示）■-弹赞式千分电阻变阻器1.将电阻线固定在凹槽屮2.改滑块为接触式圆孔，使电阻线接触穿过。