用线式电位差计测电动势.doc

课题用线式电位差计测电动势 ,并理解用电势差计测电动势的基本方法和特点; ; 。; 。教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。学时3个学时一、前言电势差计是一种精密的电学测量仪器,在精密测量中,电势差计是应用最广的仪器之一,它主要用来测量电动势、电势差和校准电表,还可用于间接地测量电阻、电流和一些非电量(如温度、压力)等,其精度可达 % ~ % 。用电势差计测电动势,就是将未知电压与电势计上的已知电压相比较。测量中由于电势差不从被测对象中取用电流,并且应用了标准电池、标准电阻及高灵敏度检流计,因而测量精度高,测量结果可靠。二、实验仪器直流稳压电源,万用表,线式电势差计,指针式检流计,标准电池,待测电磁, 滑线变阻器,电位器,双掷双刀开关,单掷单刀开关,带保护电阻单刀开关,导线。三、实验原理关键讲清两点: 1、补偿法 2、补偿法的实现(一)直接用电压表测量电动势时,得到的是电池两端的路端电压,由于电池有内阻,只要有电流通过,它就会有电压降,所以电压表的示值(端电压)总是小于电源电动势。 x U E Ir ? ?(二)补偿法: 要消除电池内阻产生的电压降,就必须使流过电池的电流为零, 因此要测量未知电动势,原则上按图 -1 所示电路进行,电势差计就是利用补偿法测电池的电动势。(三)电势差计工作原理实际使用中,精度高而连续可调的电动势是没有的。为了实现上述测量,通常采用分压的方法。电势差计就是根据补偿原理制成的高精度分压装置。电势差计有多种类型,本实验使用的是线式电势差计,其原理如图 -2 所示。电势差计主要由工作回路、校准回路和待测回路三个部分组成。 1K 后,有电流 I 通过电阻丝 AB 。 :把 2K 拨向标准电池 sE ,检流计 G 上有可能有电流流过,适当调整 C 、 D 两点位置,找到合适的 C 、D 长度,使G 的指针零偏转,即 s CD E U ?,此时,电路处于平衡状态,电阻 CDR 上的电压降与标准电池的电动势互为补偿。如果单位长度电阻丝电阻为 0R , CD 长度为 sL ,则有 CD 端的电势差: 0 s s E IR L ? nR 不变,即工作电流 I 保持不变,把 2K 合向待测电池 xE ,重新找'C 、'D 位置,使检流计 G 再次指零,达到补偿状态。' ' C D 长度为 xL ,则 0 x x E IR L ?则有: x x s sL E E L ? ?当 sE , sL , xL 都已知时,电源电动势 xE 可求出。四、实验内容与步骤(一)仪器介绍板式电势差计、标准电池(讲解注意事项以及 sE 不同温度对应值)、工作电源(稳压电源,调节电压值不得超过 5V ) 、待测电池(一节 电池) 、滑线变阻器,电位器、检流计(讲解如何使用以及保护)、单刀开关(两个)、双刀双掷开关(讲解如何接线)。(二)合理布置仪器按图 -3 正确连接线路,首先连接工作回路, 再接待测回路,最后接