用电位差计测量电池的电动势和内阻.doc

用电位差计测量电池的电动势和内阻实验三用电位差计测量电池的电动势和内阻实验目的1(掌握补偿法测电动势的原理和方法。2(测量干电池的电动势和内阻。实验仪器板式电位差计,检流计,滑线变阻器,标准电池,待测电池,标准电阻(电阻箱),直流稳压电源等。实验原理直流电位差计就是用比较法测量电位差的一种仪器。它的工作原理与电桥测量电阻一样,是电位比较法。其中板式电位差计的原理直观性较强,有一定的测量精度,便于学习和掌握,而箱式电位差,,EX计是测量电位差的专用仪器,使用方便,测量精度高,稳定性好。此外,由于许多电学量都可变为电压的测量,因此电位差计除了电位测量之外还可测量电流、电阻等其它,,V量。本实验讨论板式电位差计。若将电压表并联到电池两端(图4,8,1)就有电流I图4,8,1通过电池内部,由于电池有内电阻r,在电池内部不可避免地存在电位降落I?r,因而电压表的指示值只是电池两端电压V,E,I?r的大小。X显然,只有当I,0时,电池两端的电压V才等于电动势E。X怎样才能使电池内部没有电流通过而又能测定电池,,的电动势E呢,这就需要采用补偿法。XE如图4,8,2中的ab为电位差计的已知电阻。使某I一电流I通过电阻ab,由于在adEa回路中ad段的电位a0db差与E的方向相反,只要工作电池的电动势E大于标准0G电池的电动势E,滑动点就可以找到平衡点(G中无电流0,,时对应的点)此时ad段的电位即为E,因而其它各段的0E0电位差就为已知,然后再用这已知电位差与待测量相比图4,8,2较。设此时ad段电阻为r,则有1(4,8,1)E,I,r01再将E换成待测电池E,保持工作电流I不变,重新移动d点到d’,G仍为零。0X设此时ad’的电阻为r,则有2(4,8,2)E,I,rX2比较上两式得Ir,2EE,X0I,r1r2即(4,8,3)E,EX0r1显见,只要r,r和E为已知,即可求得E的值。同理,若要测任意电路两点间的电210X位差,只需将待测两点接入电路代替E即可测出。X电位差计的准确度由(4,8,3)式决定,式中r、r、E的准确度对E的影响是210X明显的。检流计的灵敏度决定着(4,8,3)式近似成立的程度,若要在测量和校准的整个过程中工作电流始终恒定,这就必须要求工作电源的电动势较稳定。为了定量地描述因检流计灵敏度限制给测量带来的影响,引入“电位差计电压灵敏度”这一概念。其定义为电位差计平衡时(G指零)移动d点改变单位电压所引起检流计指针偏转的格数。即,n(格,伏)(4,8,4)S,,V仪器描述图4,8,3为板式电位差计实物线路图(包括测电池内阻的电路)。实验时,先用标准电池E调节工作电流,使电位差计的电阻丝单位长度上的电位差为E,L,然后000把K倒向待测电动势E,用滑键D找到平衡点,则2xE0E,LXXL0REK1**********C0DE01RKh2G2EK’I’XR0图4,8,3实验内容1(对照原理图考查板式电位差计实物,了解结构,弄懂用法。2(测电池的电动势E。请参照“仪器描述”部分的说明,自拟具体操作步骤。X3(测电池的内阻,将图4,8,3中的K和“2”点闭合,并闭合K’,移动C、r2内D位置,当G为零时,C、D间的电位差即待测电池的端电压V,E,I’?r,I’R(I’是内XX0EK’RE回路中的电流),所以X0XE,VE,VEXXXXXr,,,(,