电位差计的原理及使用预习报告.doc

实验预习报告
院(系)名称
班别
姓名
专业名称
物理学
学号
实验课程名称
普通物理实验
实验项目名称
电位差计的原理及使用
内容包含:实验目的、实验原理简述、实验中注意事项、实验预习中的问题探讨
一、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。
二、实验原理简述
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 。
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Io;由待测电源Ex、检流计G、电阻丝MN构成的回路称为测量回路;由标准电源Es、检流计G、电阻丝MN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Uo的大小。M、N 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)测未知电动势:
电路初始设置:Ep=0,Rp 和R调最大值,
闭合开关Kp,调节电压Ep和电阻Rp,使UAB略大于Es和Ex(可用电压表测量),在后面调节步骤中保持Ep和Rp不变,即Ip不变。
将开关合向Es,调节MN,使电流计电流为零,逐渐减少电阻R,反复调节MN,直至R=0,IG=0,记录此时MN长度lMN
将开关合向Ex,调节MN,使电流计电流为零,逐渐减少电阻R,反复调节MN,直至R=0,IG=0,记录此时MN长度l′MN
2)测电动势内阻
电路初始设置:Ep=0,Rp 和R调最大值,
Kp闭合,Kx打开,调节电压Ep和电阻Rp,使UAB略大于Ex(可用电压表测量),在后面调节步骤中保持Ep和Rp不变,即Ip不变。
调节M