用补偿法测量电池电动势 (2)

用补偿法测电池的电动势实验报告

用补偿法测电池的电动势一、实验内容1.根据补偿法原理正确连接实验线路；2.用补偿法测电池的电动势。

二、实验原理任何一种电池当外电路有电流通过时，由于电池有内阻，因而在电池内部产生电位降落，所以电池两端电压总是小于电池的电动势。

电池的电动势。

端电压和内阻的关系为(1)从上式可看出，若电路中电流I逐渐变小，电源的端电压UA-UB数值逐渐接近电动势E，如能使电流I趋于零，则电池的电动势E就无限接近电池的端电压数值，即E=UA-UB。

这就是本实验测量电池电动势的指导思想。

也就是说，在测量时不使待测电池中有电流通过。

这样就可避免电池内的电势降落，从而以电池的端电压的数值来表示电池的电动势。

如何才能使待测电池中没有电流流过呢？最常见的方法，是补偿法。

图1是补偿法原理图。

Eo为可调电源，Ex为待测电源。

两电源正极对正极，负极对负极，调节电源Eo，使检流计指零，有Ex=Eo，这时就称电路处于补偿状态。

在补偿状态下若Eo已知，则Ex就可以求出。

这种利用补偿原理测电动势的方法就称为补偿法。

图2是测未知电动势的原理图。

电源E和精密电阻Rab串联成一闭合回路，称为辅助回路，当有一恒定的标准电流Io流过电阻Rab时、改变Rab上两滑动头c、d的位置，就能改变c、d间的电位差Ucd的大小，Ucd正比于电阻Rab中c、d之间那部分的电阻值。

由于测量时应保证Io恒定不变，所以在实际的电位差计中都根据Io的大小把电阻的数值转换电压刻度标在仪器上。

Ucd相当于上面所要求的“Eo”，测量时把滑动头c、d两端的电压Ucd引出与未知电动势Ex进行比较。

要注意的是在电路中Es、Ex和E必须接成同极性相对抗。

由于ab为一均匀截面的电阻导线，当通过的电流不变时，其两点的电势差与该两点间的长度成正比。

分别测量电池Es和Ex、在其分支电路中电流为零时所对应的长度Ls和Lx，则有(2)(3)式中，ρ和S分别为导线ab的电阻率和横截面积。

将上两式相除，得(4)Es为标准电池的电动势，其值已知，则待测电池的电池电动势Ex就可由上式求出。

原电池电动势的测定及其应用

实验报告课程名称：_______________________________指导老师：________________成绩：__________________ 实验名称：_______________________________实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1．掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法。

2．掌握电位差计、检流计与标准电池的使用方法。

3．学会电极和盐桥的制备方法。

4．了解可逆电极、可逆电池等概念。

二、实验内容和原理本实验采用补偿法测定电池电动势。

该方法是严格控制电流在接近于零的情况下来决定电池的电动势，为此目的，可用一个方向相反但数值相同的电动势，对抗待测电池的电动势，使电路中无电流通过，这时测出的两极的电位差△Φ就等于该电池的电动势E 。

电位差计是根据补偿原理而设计的。

它由工作电流回路、标准回路和测量回路组成如图工作电流回路：工作电流由工作电池E w 的正极流出，经可变电阻R p 、滑线电阻R 返回E w 的负极，构成一个通路，调节R p 使均匀滑线电阻AB 上产生一定的电位降。

标准回路：将变换开关SW 合向E s ，对工作电流进行标定。

从标准电池的正极开始，经检流计G 、滑线电阻上的CA 段，回到标准电池的负极。

其作用是校准工作电流以标定AB 上的电位降。

令V CA =IR CA =E s （借助于调节R p 使G 中得电流I G 为零来实现），使CA 段上的电位降V AC （成为补偿电压）与标准电势E s 相对消。

测量回路：SW 扳回E x ，从待测电池的正极开始，经检流计G 、滑线电阻上C’A 段，回到待测电阻负极。

其作用使用校正好的滑线电阻CA 上的电位降来测量未知电池得电动势。

1用补偿法测电源电动势和内阻

实验五用补偿法测电源电动势和内阻一、教学目标学习一种基本实验方法——比较法，即电压补偿法；掌握电势差计的补偿法测量未知电势差的原理；掌握用电势差计测量干电池的电动势和内阻的方法。

二、重点与难点重点：由补偿法对未知电动势进行测量难点：用补偿法校准工作电流，理解校准工作电流的目的和意义三、原理四、课上讨论题1．为什么测量前要校准工作电流？先将标准电池E s 接入，根据E s 的大小确定R s 的值（即确定c 、d 的位置，使cd 间电压值刚好为E s ），然后调节可变电阻R ，使检流计G 指零，只是工作电路中已具有工作电流I 0=E s /R s ，校准工作即完成。

工作电流校准后，才可以进行测量。

测量时，用待测电池Ex 取代E s 接入电路，保持R 不变（即保持I 0不变），再调节c 、d 的位置，使检流计G 再度指零，则有： x ss x s R R E R I E ==0 ，此时对应的电压值即为待测电动势值 2．原理图中，E 、E S 、E X 的极性是否可以全部反接？为什么？电源E 、E S 、E X 的极性是可以全部反接。

因为能满足电压补偿的条件，使检流计指零。

3．原理图中，若其中一个（或两个）E 、E S 、E X 的极性反接是否可以？会有什么现象？为什么？若其中一个（或两个）电源的极性反接，是不可以的；否则会发生检流计指针始终朝一个方向偏转的现象，因为这时不能满足电压补偿的条件。

五、实验中易出现的问题及解决方法：1、检流计不发生偏转，检查补偿回路是否通路。

2、检流计不能回零位，这时检查工作回路是否通路，或电源的极性是否正确。

校准总向一边偏，电源或标准电池极性接反了。

3、在测量电源电动势时，不能把标准电阻接入。

4、在测内阻时，标准电阻位置接错。

这是应提醒学生把标准电阻直接并联在待测电源两端即可。

5、有的学生实验开始时校准一次工作电流，以后直至实验结束都不对工作电流进行校准。

教师应在学生测量前强调每测量一次电压，校准一次工作电流。

用补偿法测量电池电动势

150 欧姆；工作电源 E 提供一定的电压值（ 0.01×（Rs + R）< E < 0.01×（Rs + R + Rp））
2
2005 级实验物理讲稿
孙文斌
（2）.根据原理图连接实物图根据电路图将实物摆到位，再用导线按回路连接各元件。注意：接线过程中不能打开电源，各开关处于“开起”状态；电源的正负极只能单线接出；接线完成后要求仔细检查，确认无误后方可试通电。（3）.同 4（1）；
2005 级实验物理讲稿
孙文斌
实验 6 补偿法测量电学量研究
实验任务
利用补偿法测量电池的电动势，测量回路中的电流，测量电阻等。
实验仪器
稳压电源 2 只，标准电源 1 只，滑动变阻器 3 只，电阻箱，箱式电桥，被测干电池，被
测电阻，电阻（若干），电流表，电压表，检流计，导线（若干），电键（单刀双掷开关，按
Vx
=
Rx Rs
⋅Vs
这是本次实验的测量公式。
实验步骤（略）
实验数据记录与处理：
1.数据记录
根据测量公式可知本次实验需要测量 3 个主要物理量，同时本实验要求给定不确定度，
因此同时要记录每个物理量所用仪器的最大仪器误差。对应于电学仪器来说，是记录各电学
仪器的等级和量程。在本实验中只涉及到仪器等级。由此可设计数据记录表格：
在我们测量中，如何利用这种补偿状态，关键在于构建一个可读可
图2
变的直流电源。对于直流电源实现可变，可以用滑线变阻可读可变直流电源 2、补偿思想应用……伏安法测电阻
伏安法测量电阻，由于电压表、电流表的内阻，不论采用内接法、外接法都会给测量结果带来系统误差。在这里，利用与电阻串联的电流表测量电流，利用补偿思想测量电阻两端的电压(如图 4 所示)，此时的电阻值取决于电表的精度。

物理化学原电池实验预习、思考题、选择题、课后习题

预习提问（1）补偿法测定原电池电动势的基本原理是什么？（2）为什么不能采用伏特表测定原电池电动势？（3）在用电位差计测量电动势过程中，若检流计的光点总是向一个方向偏转，可能是什么原因?（4）用Zn(Hg)与Cu组成电池时，有人认为锌表面有汞，因而铜应为负极，汞为正极。

请分析此结论是否正确?（5）选择“盐桥”液应注意什么问题?（6）标准电池和工作电源各有什么作用？（7）锌汞为何要齐化？（8）如何维护和使用标准电池以及检流计？（9）简述原电池电动势的测量的应用20个思考题（1）补偿法测定原电池电动势的基本原理是什么？电位差计是一种可在无电流（或极小电流）通过测量电路时测得其两极间的电势差，即为该电池的平衡电动势的仪器。

其原理是在待测电极上并联一个大小相等，方向相反的外加电势，这样待测电池就没有电流通过，外加电势的大小就等于待测电池的电动势。

（2）为什么不能采用伏特表测定原电池电动势？实验要求测量原电池的电动势是可逆电池的电动势，电池是在可逆状态下工作，不允许有电流通过（或只允许极小的电流通过），而用伏特表测量会有电流通过，故不能使用伏特表。

（3）在用电位差计测量电动势过程中，若检流计的光点总是向一个方向偏转，可能是什么原因?答：①工电源电动势偏小②工作电路出现断路③待测电路电极反接（4）用Zn(Hg)与Cu组成电池时，有人认为锌表面有汞，因而铜应为负极，汞为正极。

请分析此结论是否正确?答：不正确，因为Zn的电极电势远小于Hg的的电极电势，而Cu的和Hg 的电极电势相差不大（5）选择“盐桥”液应注意什么问题? 选择盐桥的原则是什么？答：①盐桥中的浓度要很高，常用饱和溶液。

如饱和KCl溶液、饱和KNO3溶液②γ+≈γ-，t+≈t-，且不与电池中的电解质发生反应。

（6）标准电池和工作电源各有什么作用？标准电池是为了确定工作作电路大小，使得测量待测电路时通过待测电池中的电流保持在较小的范围，即电流极小，保证待测电池在可逆状态下工作。

原电池电动势的测定及其应用

一、实验目的和要求1. 掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法；2. 掌握电位差计、检流计和标准电池的使用方法；3. 学会电极和盐桥的制备方法；4. 掌握通过测量原电池电动势计算热力学函数变化值的原理、方法及其他应用。

二、实验内容和原理1．补偿法测电动势的原理电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计联接后有电流通过，就会在电极上发生电极极化，结果使电极偏离平衡状态。

另外，电池本身有内阻，所以伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。

测量电池电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需用对消法(又叫补偿法)来测定电动势。

对消法的原理是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。

对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理如图1所示。

电位差计由三个回路组成：工作电流回路、标准回路和测量回路。

图1 补偿法原理线路图(1)工作电流回路工作电流由工作电池E的正极流出，经可变电阻R、滑线电阻返回E的负极，构成一个通路，调节可变电阻R，使流过回路的电流成为某一定值。

这样AB上有一定的电位降低产生，工作电源E可用蓄电池或稳压电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。

（2）标准回路Es为电动势精确已知的标准电池，C是可在AB上移动的接触点，K是双向开关，KC间有一灵敏度很高的检流计G，当K扳向S一方时，AC1GS回路的作用时校准工作回路的以确定AB上的电位降。

如标准电池S的电动势为1.01865伏，则先将C点移动到AB上标记1.01865伏的C1处，迅速调节R直至G中无电流通过。

这时S的电动势与AC1之间的电位降与AC1间的电位降大小相等、方向相反而对消。

（3）测量回路当双向开关K换向Ex的一方时，用AC2GX回路根据校正好的AB上的电位降来测量未知电池的电动势。

在保证校准工作电流不变的情况下，在AB上迅速移动到C2点，使G中无电流通过，这时X的电动势与AC1间的电位的电位降大小相等，方向相反而对消，于是C2点所标记的电位降为X的电动势。

用补偿法测电动势

用补偿法测电动势Determinnation of Electromotive Force by Potentionmeter电位差计是利用补偿原理测量电动势（或电压）的一种精密仪器。

通过实验，要求掌握补偿法测量电动势的原理，以及使用电位差计的方法和技巧，从中还可受到正确使用精密仪器的训练。

[实验器材]UJ31型低电势直流电位差计一台、检流计一台、标准电池一个、直流稳压电源一台、温差电偶一付、导线6根、温度计一个。

[实验原理]1．热电偶测量温度的物理基础由两种不同的金属或组份不同的合金构成回路，若两个接点A、B处于不同的温度t0 和t，则回路中将有电流产生，这就是温差电现象，相应的电动势称为温差电动势。

这两种金属（或组份不同的合金）所构成的回路称为热电偶。

温差电动势的大小除了和热电偶材料性质有关外，唯一决定的因素就是两个接触点的温度差（t-t0）。

在一定的温度范围内，热电偶的温差电动势E与温度差的关系近于线性，即E=C(t-t i)。

2．电位差计的工作原理UJ31型电位差计是采用补偿原理测量电动势（或电压）的一种精密仪器，工作原理如图5-1所示。

其中R t、R N和具有滑点C点的电阻R AB均是电位差计的构件。

而由工作电源E、电阻R i（可以调节）、R N及R AB串联而成的电路称辅助电路。

通过调节Rt可改变电路的工作电流。

使用电位差计，基本上可分为两个步骤掌握用万用电表测量电流、电压、电阻的方法。

图5-1 电位差计原理(1)校准将开关K与“1”接通，则标准电池E N、检流计G与R N形成补偿电路（也称标准电路）。

调节R t使辅助电路的工作电流I0为某值时，可使RN两端的电压与标准电池电动势E N相补偿，检流计中无电流通过，所示E N=I0R N即I0=E N/R N(2)测量将开关K与“2”接通，此时待测电压E N、检流计与电阻R AB中的一部分（即AC间电阻）构成补偿电路（称测量电路）。

补偿法测电池的电动势实验报告

补偿法测电池的电动势实验报告一、实验目的本实验旨在通过补偿法测量电池的电动势，了解补偿法的基本原理及操作方法，并掌握实验中所用到的仪器和设备。

二、实验原理1.电池的电动势电池是将化学能转化为电能的装置，其正极与负极之间存在一定的电势差，称为电池的电动势。

通常用符号E表示，单位为伏特（V）。

2.补偿法测量电池的电动势补偿法是一种常用于测量小电动势的方法。

其基本原理是通过比较待测电动势与已知标准电动势之间产生的热效应或化学效应来判断待测电动势大小。

在实验中，通过将待测电池与标准参比电池串联，在两端接上一个带有可调节直流稳压源和可调节直流放大器的细丝型热偶，当待测和参比两个热偶温度相等时，热偶输出信号为零。

此时调节直流稳压源输出值使得放大器指针回零，并记录此时稳压源输出值即为待测电池的电动势。

三、实验步骤1.准备工作（1）检查实验仪器和设备是否正常。

（2）选择待测电池和标准参比电池，并记录其型号、规格和电动势值。

（3）将待测电池和标准参比电池用导线连接起来，注意极性。

2.测量待测电池的电动势（1）将带有可调节直流稳压源和可调节直流放大器的细丝型热偶分别连接到待测电池和标准参比电池两端。

（2）调节稳压源输出值，使得放大器指针回零。

此时稳压源输出值即为待测电池的电动势。

（3）记录实验数据，并计算出待测电池的平均值和标准偏差。

3.清理工作将实验仪器和设备归位，并清洗干净。

四、实验注意事项1.在操作前，应检查实验仪器和设备是否正常，确保安全。

2.在连接待测电池和标准参比电池时，应注意极性，避免短路或反向连接。

3.在调节稳压源输出值时，应逐渐增加或减小输出值，避免电池过载或损坏。

4.在实验过程中，应注意保持实验环境的稳定和安静，避免外界干扰。

五、实验结果待测电池的电动势为X V，标准参比电池的电动势为Y V。

经过多次测量和计算，得到待测电池的平均值为Z V，标准偏差为S V。

六、实验结论通过补偿法测量待测电池的电动势，得到了较为准确的结果。

用补偿法测量电池电动势

4、根据给定任务（测量干电池的电动势 1.5V），设计实用电位差计由于箱式电位差计测量范围在 mV 量级，不能满足测量任务要求，我们根据上述电位差
计测量原理设计自己的的电位差计。（1）.根据原理图选定合适的仪器、元件
注意：分压器上全电阻两端的电势差应大于被测电势差。
如：测量干电池的电动势 Vx=1.5V，若取工作回路电流为 10mA，则须选择全电阻 R 大于
约数值，估算和预置工作电流的大小。若取 10mA。)；
(2).测量温度t，根据Vs (t)=E20– (t+20)(t–20)×10-6V，
计算标准电池Vs在当时室温下电动势的准确数值（若t=20℃，
即Vs=1.0186V），并将校准工作电流回路中的电阻箱Rs调到对图6
应的阻值，即 Rs
=
Vs I
(=101.86 Ω )；
（3）.校准工作电流：接通工作回路，接通 K→s、T，调节工作回路中的 Rp ，观察检
流计，直到检流计指零，即工作电流为设定值（10mA）；（此时标准电池电势与标准电阻 Rs 两端电势差达到相互补偿。同时注意，按钮开关 T 只能“点按”，不能持续“按”，因为标准电池不能长时间通电；在调节过程中 Rs 的值不能改变。）
（4）.同 4（2）； I = Vs / Rs
（5）.同 4（3）；
（6）.同 4（4）。由于实验室提供的分压滑线变阻
器 R 事先没有进行标度，因此不能直接读出被测电势差
的值。
（7）.利用电桥测量分压器上分压部分的电阻 Rx，
如图 7 所示。此时有 I = Vx / Rx 。
图7
由（4）、（7）可知， I = Vx / Rx = Vs / Rs ，即得：
3、电位差计工作原理

关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析

关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析一、伏安法选用一只电压表和一只电流表和滑动变阻器，测出两组U 、I 的值，就能算出电动势和内阻。

1 电流表外接法 1.1 原理如图1-1-1所示电路图，对电路的接法可以这样理解：因为要测电源的内阻，所以对电源来说用的是电流表外接法。

处理数据可用计算法和图像法：（1）计算法：根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=，有：测测r I U E 11+= 测测r I U E 22+=可得：122112I I U I U I E --=测 1221I I U U r --=测（2）图像法：用描点作图法作U-I 图像，如图1-1-2所示：图线与纵轴交点坐标为电动势E ，图线与横轴交点坐标为短路电流rEI =短，图线的斜率的大小表示电源内阻IUr ∆∆=。

1.2 系统误差分析由于电压表的分流作用，电流表的示数I 不是流过电源的电流0I ，由电路图可知I <0I 。

【1】计算法：设电压表的内阻为V R ，用真E 表示电动势的真实值，真r 表示内阻的真实值，则方程应修正为：真真r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=，则有：r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=11真 r R U I U E V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=22真解得：测真E R U U I I I U I U E V >----=21121221 ，测真r R U U I I U U r V>----=211221可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。

图1-1-2I 短图1-1-1【2】图像修正法：如图1-1-3所示，直线①是根据U 、I 的测量值所作出的U -I 图线，由于I <I 0，而且U 越大，I 和I 0之间的误差就越大，即VV R UI =随着电压的减小而减小，而电压表的示数U 就是电源的路端电压的真实值U 0，除了读数会有误差外，可以认为U ＝U 0，经过修正后，直线②就是电源真实值的 U -I 图线，由图线可以很直观的看出：真测E E <，真测r r <。

测电源电动势和内阻的六种方法

测电源电动势和内阻的六种方法--------供同学们自行阅读练习实验是物理学习中的重要手段，虽然高考是以笔试的形式出现的，但却力图通过考查设计性的实验来鉴别考生独立解决新问题的能力。

因此，在平时的学习中要充分挖掘出物理教材中实验的探索性因素，不断拓宽探索性实验设置的新路子，努力将已掌握的知识和规律创造性的运用到新的实验情景中去。

现结合习题简略介绍几种测量电源电动势和内阻的方法。

一、用一只电压表和一只电流表测量例1 测量电源的电动势E 及内阻r （E 约为V 5.4，r 约为Ω5.1）。

器材：量程为V 3的理想电压表V ，量程为A 5.0的电流表A （具有一定内阻），固定电阻Ω=4R ，滑动变阻器'R ，开关k ，导线若干。

（1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。

（2）实验中，当电流表读数为1I 时，电压表读数为1U ；当电流表读数为2I 时，电压表读数为2U ，则可以求出E ＝___________，r ＝___________。

（用1I 、2I 、1U 、2U 及R 表示）解析：由闭合电路欧姆定律Ir U E +=可知，只要能测出两组路端电压和电流即可，由r I U E 11+=，r I U E 22+=可得：121221I I I U I U E --= （1） 1221I I U U r --= （2）我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有V 3，而路端电压的最小值约为V V Ir E U 75.3)5.15.05.4(=⨯-=-=，显然不能直接把电压表接在电源的两端测路端电压。

依题给器材，可以利用固定电阻R 分压（即可以把它和电源本身的内阻r 共同作为电源的等效内阻“r R +”），这样此电源的“路端电压”的最小值约为V V V r R I E U 375.1)5.55.05.4()(<=⨯-=+-=，就可直接用电压表测“路端电压”了，设计实验电路原理图如图1所示。

大学物理化学实验报告-原电池电动势的测定

篇一：原电池电动势的测定实验报告_浙江大学 (1)实验报告课程名称：大学化学实验p实验类型：中级化学实验实验项目名称：原电池电动势的测定同组学生姓名：无指导老师冷文华一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的和要求用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、实验原理：补偿法测电源电动势的原理：必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。

为此，可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E。

如图所示，电位差计就是根据补偿法原理设计的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。

①工作电流电路：首先调节可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势降。

②标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。

借助调节Rp使得IG=0来实现Es=UCA。

③测量回路：SW扳回Ex，调节电势测量旋钮，直到IG=0。

读出Ex。

UJ-25高电势直流电位差计：1、转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接通EN，指在X1，即接通未知电池EX。

2、电计按钮：原理图中的K。

3、工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻RP。

-1-2-3-4-5-64、电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10，×10，×10，×10，×10，×10，被测电动势由此示出。

三、仪器与试剂：仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银—氯化银电极一支，100mL容量瓶5个，50mL滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。

-1试剂：0.200mol·LKCl溶液四、实验步骤： 1、配制溶液。

大学物理化学实验报告-原电池电动势的测定

篇一：原电池电动势的测定实验报告_浙江大学 (1)实验报告课程名称：大学化学实验p实验类型：中级化学实验实验项目名称：原电池电动势的测定同组学生姓名：无指导老师冷文华一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的和要求用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、实验原理：补偿法测电源电动势的原理：必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。

为此，可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E。

如图所示，电位差计就是根据补偿法原理设计的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。

①工作电流电路：首先调节可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势降。

②标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。

借助调节Rp使得IG=0来实现Es=UCA。

③测量回路：SW扳回Ex，调节电势测量旋钮，直到IG=0。

读出Ex。

UJ-25高电势直流电位差计：1、转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接通EN，指在X1，即接通未知电池EX。

2、电计按钮：原理图中的K。

3、工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻RP。

-1-2-3-4-5-64、电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10，×10，×10，×10，×10，×10，被测电动势由此示出。

三、仪器与试剂：仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银—氯化银电极一支，100mL容量瓶5个，50mL滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。

-1试剂：0.200mol·LKCl溶液四、实验步骤： 1、配制溶液。

用补偿法测量电池电动势

人学物理实验报告纸姓名学号专业班级指导教师同组人实验日期实验名称［实验目的］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。

［实验原理］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，此时，调节R使G中电流为零。

经这样的校准后，电位差计就能按标度值进行测量了。

这个过程称为电位差计的标准化，亦即校准工作电流。

1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2. 电位差计的应用电泣差计所具有的优点，使得它在髙精度测量电压方而得到广泛的应用◎(1)测量各种电动勢s 特别是微小电动势，例如温基电偶的温差电动势，各种电解叙电极组嵐的化学电池电动势’祀尔元件的霍尔电动势等。

补偿法测量电池电动势

实验十四：补偿法测量电池电动势
【实验目的】
学习补偿法原理。

【实验原理】
由ε=Ir+U端，当I=0时，ε=U端。

为此，构造实验电路如图1所示。

调节电位器W，使电压传感器2两端的电势差
U2=0。

此时，流过待测电池的电流I=0为零。

已知此
时待测电池电动势等于W分压，且可以用电压传感器
1测量，因此可使用此方法测出电池电动势。

【实验器材】
朗威®DISLab、计算机、朗威®系列电学实验板
EXB-06（图2）、滑动变阻器、学生电源、待测电
池、导线等。

实验装置图见图3。

【实验过程与数据分析】
1、取出两只电压传感器，分别接入数据采集器
第一、二通道；
2、将电压传感器分别接入实验板EXB-04的
U1、U2；
3、接好学生电源和待测电池，连接滑动变阻器W1；
图4
图 1 原理图
图 2 朗威®系列电学实验板EXB-06
图 3 实验装置图
4、调节W1，使U2读数为零（图4），表明它两端的电压相等，且其中的电流为零（U2端也可用电流传感器代替）。

因此，流过待测电池的电流为零，加在待测电池内阻上的电压为零，而端电压就等于电动势；
5、由以上分析得：U1的读数2.91V即等于待测电池的电动势。

实验6补偿法电势差计测电池电动势

实验6 补偿原理和电势差计【目的与要求】1．理解并掌握电势差计测量电池电动势的原理和方法。

2．学习箱式电势差计的使用。

3．用箱式电势差计标定毫伏表。

【原理】1.电势差计的补偿原理电势差计是一种利用电压补偿原理测量电源电动势或精确测量电势差的仪器。

它的基本原理可由图4—2所示电路说明。

E x是待测电动势的电源，Eo是电压可调电源，调节Eo使检流计指针指零，此时，回路中两个电源（Eo和Ex）的电动势必然大小相等，这说明待测电池的电动势Ex已经被可调电源的电动势Eo所“补偿”。

若Eo可准确知道，则Ex即可测出。

可见，补偿原理测电动势需要有一个电源Eo，而且该电源应满足两项要求：（1）它的大小便于调节，使Eo能够“补偿”Ex；（2）它的电压很稳定，并能准确读出。

在实际使用中Eo常用分压方式获取。

2．滑线电势差计测电动势如图4—3所示，AB是一根均匀金属电阻丝，E为工作电源，Ex和Es分别为待测电源和标准电源，K1为双刀双向开关，G为检流计。

整个电路可分成两部分：AB以上部分称为工作回路，AB以下称为补偿回路。

合上K，调节制流电阻Rp，使工作回路中有一定的工作电流Io，这样在AB两端就有一定均匀而稳定的电势差U AB=IoR AB。

触点C可在AB上任意移动，当C处在AB上的不同位置时，由于R AC不同，则U AC也随之改变。

当开关K1倒向Ex后，移动C到某一位置C′使检流计G中无电流，此时被测电动势Ex与U AC′相补偿，有Ex=U AC′=IoR AC′=Ioρl AC′/S=Uol AC′( 4 – 1 )式中，Uo为电阻丝上单位长度的电势差，l AC′值可在电阻丝下的标尺中读出。

若保持Io不变，将K1倒向Es，再移动C到某一位置C〞使电流计G中无电流，标准电动势Es与U AC″相补偿，有Es= U AC″=IoR AC″=Ioρl AC″/S=Uol AC″ ( 4 – 2 )由式（4-1）和式（4-2）可得Ex/Es= U AC′/U AC″= IoR AC′/IoR AC″= R AC′/ R AC″= l AC′/l AC″Ex=(l AC′/l AC″)×Es ( 4 – 3 ) 综上所述，经过两次补偿，将待测Ex与标准Es比较后，对Ex的测量就转化为长度l AC′与l AC″的测量了。

补偿法测电池电动势

补偿法测电池电动势
☺实验目的
掌握补偿法测量电池电动势的原理。

☺实验原理
由于电池本身具有一定的内阻，因而当电路中有电流流过时，电池自身也必然会产生一定的压降，特别是电池内阻较大时，电池内阻上产生压降较大，电池端电压与电动势相差很大。

但是由于电池对外输出的电压一般都是电池端电压，电池的电动势不易被测量。

因此，我们采用了补偿法测量电池电动势：构造一套含电源和电压表的电路来代替电压表，当调整此电路的输出电压等于电池的端电压时，电压表测得电池的端电压，由于测量电路两端与被测电池两端的电压相等，故不存在电流，电流为零时的端电压即为电池的电动势。

补偿法测电池电动势实验原理图
☺实验器材
L型电压传感器两只、计算机、IDES电学实验箱、待测电池。

☺实验步骤
1、打开电学实验箱并接通实验箱电源，取两只L型电压传感器，分别接入计算
机，并将其测量端接入实验箱对应的测量端；
2、打开实验软件，点击菜单“实验目录—电学实验—补偿法测电池电动势”，
进入专项实验界面；
3、将测量方法的选择开关拨至补偿法侧，调节变阻器，当接V1两端的电压传感
器读数为零时，V2的电压传感器此时的读数即为电池组的电动势；
4、点击“记录”按钮，记录当前两只电压表的读数。

建议：
将L型电压传感器接至V3两端，并将测量方法的选择开关拨至伏安法侧，但不接入电流传感器和变阻箱，测量电池两端电压，将测得的电压与通过补偿法测得的电池电动势进行比较，思考哪一个电压值将高一些，为什么？。

用补偿法测电动势实验报告

用补偿法测电动势实验报告篇一：十一线电位差计测电动势大学物理实验报告实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员实验目的1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计；2. 理解电位差计的工作原理——补偿原理；3. 掌握线式电位差计测量电池电动势的方法；4. 熟悉指针式检流计的使用方法。

实验仪器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、保护电路组实验原理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，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，为了等于其电动势E。

1. 补偿原理?? 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。

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才图1 补偿电路2. 十一线电位差计的工作原理如图2所示，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）。

—第 1 页共 3 页—图2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通，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I0?ER?RAB（1）UCD?UC?UD?检流计G。

补偿法在测电源内阻和电动势中的应用

补偿法在测电源内阻和电动势中的应用发布时间：2022-09-12T07:40:46.751Z 来源：《科技新时代》2022年第2月4期作者：陈泳霖[导读] 电源电动势是表示电源将其他形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小，电源内阻是指电流流经电源内陈泳霖阳江市阳东广雅学校髙三1班阳江市 529900摘要：电源电动势是表示电源将其他形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小，电源内阻是指电流流经电源内部时受到的阻力。

电源电动势与内阻是电源最基本的物理量，在电学实验中由于电压表、电流表受内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差.通常我们使用"补偿法"进行测量电源内阻和电动势. 本文以此展开探讨。

关键词：伏安法；内阻；补偿法；电动势1伏安法测量电动势和内阻及误差分析所谓电动势，就是电子运动的趋势。

内阻具体是指直流或者是交流电源内部的等效阻抗，直流电是纯电阻，交变电流通常有电阻与电阻分量。

采用伏安法测量电源电动势和内阻是一种常用的方法。

伏安法测电阻的基本原理:欧姆定律。

电阻是物质的属性，是由导体本身因素（材料、长度、粗细)决定的（另外，还与温度有关系)，不会因通电情况的不同而不同。

这与以前学过的密度p=m /v只与物质本身特性有关而与那块物质的质量大小、体积大小无关一样。

欧姆定律l=U/R可变形为R=U八;这就是伏安法测电阻的基本原理。

实验电路如图1-1所示，通过移动滑动变阻器的滑片，得到多组电流表和电压表的示数，根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可得U=E-Ir，以I 横轴U为纵轴建立U-I图像进行分析，结果如图1-2所示。

易知图像的斜率表示电源内阻，纵轴截距表示电动势，可以直接通过图像求出这两个物理量。

由于电压表不是理想电压表，假设其内阻为RV，流过它的电流IV，设电路的路端电压为U，由闭合电路欧姆定律及欧姆定理可得：由公式（1）、（2）、（3）知，当U=0时，I测=I真，当I=0时，E测 =U<E真，则测量电路后的实验结果如图 1-2所示，由此可见这样测出电源电动势和内阻均偏小。