文档介绍：大学物理实验报告实验名称 电位差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——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有净电流通过时两极件的电压。如果直接用电压表测量电源电动势,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 I 通过电源的内部。由于电源有内阻 r0,在电源内部不可避免地存在电位降 Ir0,因而电压表的指示值只是电源的端电压(U=E-Ir0)的大小,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 I 为零。此时,电源的端电压 U 才等于其电动势 E。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 ES < EX 时,检流计指针偏向一边。当 ES > EX 时,检流计指针偏向另一边。只有当 ES = EX 时,回路中才没有电流,此时 I =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 I=0 ,则 ES = EX。图 1 补偿电路2. 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 I0;由待测电源 EX、检流计 G、电阻丝 CD 构成的回路称为测量回路;由标准电源 ES、检流计 G、电阻丝 CD 构成的回路称为定标(或校准)回路。调节总电流 I0 的变化可以改变电阻丝 AB 单位长度上电位差 U0 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 上取适当的电位差来与测量支路上的电位差(或电动势补偿)。1 / 5R+RR + R源 EX,由于一般情况下 ES EX,因此检流计的指针将左偏或右偏,电位差计失去了图 2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通,K2 既不与 ES 接通、又不与 EX 接通时,流过 AB 的电流 I0 和CD 两端的电压分别为EI =0 (1)ABEU = U -U = RCD C D CD (2)AB式中 R 为直流电源的总电阻。当电键 K2 倒向 1 时,则 AB 两点间接有标准电源 ES 和检流计 G。适当移动 C 和 D 点的位置以改变 UCD 。当 UCD=ES 时,检流计的指针指零,标准电池无电流流过,此时 UCD 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 lS ,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 / lS 。2)测量在保证工作电流 I0 不变的条件下,将 K2 拨向 2,则 CD 两点间的 ES 换接了待测电≠平衡。此时如果合理移动 C 和 D 点的位置以改变 UCD,当 UCD=EX 时,电位差计又重新达到平衡,使检流计 G 的指针再次指零。令 C 、D 两点之间的距离为 lX,则待测电池的电动势为EX =ESlX / lS所以,调节电位差计平衡后,只要准确量取 lX 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