文档介绍：用电位差计测电池电动势用电位差计测电池电动势黄建敏老师 ******@fzu. 一、基本原理 IrEU x??电位差计是用比较法测量电位差的仪器。测量电池的电动势 E x时,通常不能直接用电压表。若将电压表直接并联在待测电源两端,则只能测得电池的端电压 V xE???? I r只有当 I=0时,电池两端的电压才等于电动势 E x。这就需要用补偿法。 abdG???? E 工作电源 0E 标准电池图中电阻 ab 为电位差计内部的已知标准电阻,只要工作电源的电动势 E大于标准电池的电动势 E 0,滑动 d点就可以找到使得检流计 G无电流的平衡点,此时 ad 段的电位即为 E 0。该过程称为“校准”。 10rIE??设ad 段电阻为 r 1,则有: 将标准电池换为待测电池 E x,保持电流 I不变, 重新移动 d点到 d ’,使 G仍为零,设此时 ad ’段的电阻为 r 2,则有: 2rIE x??从而,待测电池的电动势: 01 2Er rE x??二、实验过程: 先看实验电路由电源 E 、补偿电阻 R p和标准电阻 R ab串联而成的闭合回路,称为工作回路。由检流计、标准电池E 0(或待测电池 E x ) 和R cd(或 R cd’)构成的回路,称为补偿回路。接线过程中,应先接工作回路,再接补偿回路。注意各电源的极性,不要接错。 abdG???? E工作电源 0E标准电池 pR ?? xE待测电池 2 ( )校准电位差计 133 (1) P 3-52 按 图接好线路 C、D端接在何处?取决于校准要求。现标准电池 E 0= ,而电阻丝的电阻是均匀的,可以选定电阻丝单位长度电压降 U 0= 。(即取校准电流 I 0为某特定值)则接入标准电池后, 欲使得检流计中无电流,有 L CD= 。实物接线图选定 C的插孔位置并移动 D,使得 L CD= 。闭合 K 1,将 K 2倒向标准电池 E 0一侧,断开 K 3,通过调节R p(用跃接法按 D键),使 G的指针基本指零;此为粗调。合上 K 3,再细调 R p,使G确切指零。校准完成。注意:此后 R p的值不可变动,即保持 I 0恒定。(3)测量待测电池的电动势 E x将K 2倒向待测电池 E x一侧,断开 K 3,利用插头C端找出使 G指针左右偏转的 2个相邻插孔,估计出 E x的大小。将C端插入 n线对应的孔,滑动 D使G中电流基本为零。再合上 K 3,细调 D。使 G中电流确切为零。读出此时的 CD 两点距离 L C’D’,则''0DC xLUE??设C插入 m线的孔时 G左偏,插入 n线的孔时 G右偏且 m>n,则有: 0 0nU E mU x??2、用 301 型箱式电位差计测一号电池的电动势 134 (1) P 3-54 按 图接好线路 2 ( )校准电位差计将A盘转到 ,B盘转到 处。合上 K 1,打开 K 3, 将K 2倒向 E 0方向。调节 R p并用跃接法通断按键 K 4使G的指针基本为零。合上 K 3,细调 R p,使 G中电流确切为零。实物接线图 X (3)测量 E保持 R p不变。将K 2倒向待测电池 E x一侧, 断开 K 3,将 B盘转到 0 ,旋转 A盘找到按下 K 4时使G的指针左右偏转的相邻档位并将 A盘读数定在较小档位。调整 B盘读数使 G基本指零,再合上K 3,细调 B盘读数使 G指针确切为零。记录下此时 A、B盘读数。待测电源电动势 E x=A+B(V) 注意:测量完毕,应先断开补偿回路,后断开工作回路。思考: 1、如何用电位差计测量某给定电路两端的电位差? 2、如何用电位差计测出电池内阻? 结束 3、标准电池能否作为一般电源用于电路中? 为什么?