用补偿法测量电池电动势 (2)

大学物理实验报告纸

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实验日期

实验名称[实验目的］

［实验原理]

1.学习用补偿法测量电动势的基本原理。

2.了解电位差计的基本结构、工作原理，并学会其使用方法。

1.电位差计测量电池电动势原理

用电位差计测量电池电动势的原理是补偿法。如图3.10-1所示,移动滑线变阻器AB的滑动端C的位置,可以找到一处使检流计G中的电流为零。此时,C、B两点间的电压U CB=E x与未知电动势E x互相补偿。若滑线变阻器上的电压分布事先加以标定,则可求出E x,这种测量电动势的方法称为补偿法。

要精确测出E x,必须要求分压器(滑线变阻器) 上的电压标度稳定而且准确。为此,实际用的电位差计会在电源回路中接人一个可变电阻R,如图3.10-2所示,称为工作电流1调节电阻。E 和R串联后给分压器AB(标准电阻R AB)供电,调节R,使加到分压器AB两端的电压保持不变,从而保证分压器AB上的电压标度不变。

为保证分压器AB上的电压标度不变,通常将一已知电动势为E s的标准电池接在待测电池位置,如图3.10-2所示,然后将分压器调到标度等于E s的C、D位置,此时若检流计G中没有电流,则说明电压U CD与E s能互相补偿,分压器上的电压标度值未变;若G中有电流,则说明标度值变了,

实际上,电位差计可以看成由三个回路组成,如图3.10-2所示:一是工作电流回路,E、R、R AB组成,在校准工作电流和测量过程中都是通路;二是校准回路,由E S、R CD、G和S组成,将开关S倒向E x就形成此回路,在测量过程中此回路不通;三是测量回路,田R CD、G和S组成,将S倒向E x时形成,在校淮工作电流时此回路断开。校准回路和测量回路也称为补偿回路。

［实验内容］

[实验数据记录表格]

[实验仪器］

学生式电位差计，BC9a 饱和标准电池，ZX21型电阻箱，待测电池。

1. 接线

2. 校准工作电流

3. 测量电池电动势E x

4. 测量待测电池内阻r 表1 测量数据

R 0±U R0=100.0±0.01Ω， E S (20.0℃)=1.01863V （BC9a 型饱和标准电池） t= ℃

E st = V

i 1 2 3 4 5 6 7 8 平均 E x /V

[数据处理](可续页)

姓名学号专业班级[实验误差分析］

[实验讨论及总结］