大学物理实验》教案实验4 电位差计的使用.docx

《大学物理实验》教案实验4 电位差计的使用《大学物理实验》教案实验 4 电位差计的使用【课题】用电位差计测热电偶的电动势( 3 学时) 【目的】 1 、了解电位差计的工作原理。 2 、掌握用电位差计测量电动势的方法。【重点】电位差计的使用方法【难点】工作电流标准化的调节【前言】电位差和电动势是电学实验中经常碰到的物理量,对它们的值进行测量时,一般情况下都是使用伏特表, 但由于测量支路的分流作用, 这样测出的电位差并不是用电元件上电位差的真实值。若能使测量支路上的电流为零,就能得到准确的结果。电位差计就是根据这个原理设计的。电位差计是采用补偿法测量电位差或电动势的一种仪器。它通过将未知电势与电位差计上的已知电势相比较,此时被测的未知电压回路上没有电流, 测量结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以及高灵敏度的检流计。电位差计的测量准确度可达到 % 或更高,可以用来精确测量电动势、电位差、电流、电阻、温度、压力、位移和速度等物理量,在生产检测和科学实验中得到了广泛的应用。【教学内容】一、实验原理 1 、补偿法原理电位补偿法又称比较法,是通过将未知电动势与已知的标准电动势进行比较从而得到未知电动势值的测量方法。如图 1 ,已知电动势为 E ,其值可变并可确切知道,当按照电路连接上电流表 G和未知电动势 E 后,开始的时候因为 E 不等于 E ,电路中有净的电动势,从而有电流 I。调节 E 的值, 当检流计指 0 的时候, 电路中没有电流, 此时 E =E, 就知道了未知电动势的值。<img class="aligncenter" title=" 补偿法原理图" src="/wp-content/uploads/2009/11/" alt="" width="203" height="161" /> 图1 补偿法原理图 2 、电位差计的工作原理<img class="aligncenter" title=" 电位差计工作原理示意图" src="/wp-content/uploads/2009/11/" alt="" width="424" height="303" /> 图 2 电位差计工作原理示意图图2 中, R 为标准电池 E 的温度补偿电阻,需要根据标准电池的工作温度计算出标准电池的电动势值然后相应调节 R 的值; R 为电位差计工作电源 E 的分压电阻。通过调节旋钮开关 K 可以分别将”标准回路”和”待测回路”与电位差计工作电源 E相连,形成 2 个补偿电路。 K 连接 1 (即电位差计上的”标准”档)时,接入标准回路,调节 R 使检流计 G指0, 可以对工作电流进行标准化。此时, E 施加到 R 上的电压与 E 刚好平衡,即<img src="/wp-content/uploads/2009/11/" alt="" /> (1) K 连接 2时( 即电位差计上的”未知 1″或”未知 2″档, 视未知电动势接入未知而定), 接入待测回路,调节 R 使检流计 G指0 ,此时<img src="/wp-content/uploads/2009/11/" alt="" /> (2) 由式( 1 )代入式( 2 )得<img src="/wp-con