十一线电位差计测电动势(实验报告).doc

蒄袂螂袀蚅衿芃羂蒆大学物理实验报告羇莇芃羂肂蒀莈螄罿肅膂袆实验名称电位差计测量电动势蝿薆羅实验日期螃节薃实验人员腿羄聿薂节芇芆蚆莃【实验目的】,正确使用电位差计;——补偿原理;;。膃薁肁葿莄膈【实验仪器】袂蚁螅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、保护电路组袀肆薃羅螁袀【实验原理】肇螈芈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。如果直接用电压螄袁膆表测量电源电动势,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,蒈膅芅就有电流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。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。,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)。肃膀肈螇薅蒅图2电位差计原理图袂芀蒁1)预设膈芇薈当直流电源接通,K2既不与ES接通、又不与EX接通时,流过AB的电流I0和CD两端的电压分别为袅莀葿(1)蕿螅羂(2)蚄蒀蒄式中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。羀蒇蚈2)测量莃蒀薅在保证工作电流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膇袄蚄EX=ESlX/lS膁薀节所以,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。薇薆蚈膄蚀羆【实验步骤】羈肄莆(1)按图2连接好电路。羃螀羁(2)测量电源电动势荿螆螈粗调:接通电源E,K2倒向“1”,估算lS大约应取的长度,将“C”插入适当的插孔。螂衿莇中调:适当改变C、D位置,到G的指针基本不偏转为止。羈蒂螄(该步骤采用先找到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。)羃膇螀微调: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lS的长度。肅膄袇(3)K2倒向“2”,用相同的步骤测出lX螂芇螈(4)计算EX的值蒆袅薆(5)重复步骤(2)(3)(4)进行测量,测量数据计入表格。薁芇螃袆莃羇【数据记录】=(m)袅膅蚆电阻丝长度lX(m)袀羀莁待测电动势EX(V)芆蚃莁(V)【数据处理】芆肄蒃lS1==→EX1====→EX2===→EX3=【误差分析】罿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;芄检流计指针没有完全处于“0”刻度时就进行