电子电量的测量
纽扣电池电量测试方法
纽扣电池电量测试方法纽扣电池电量测试方法可以通过以下几种方式进行：1. 使用电池测试仪电池测试仪是一种专门用于测试不同类型的电池电量的便携式设备。
这种设备通常有一个接口，可以连接不同种类和尺寸的电池，如纽扣电池、充电电池等。
使用这种工具可方便地测试纽扣电池的电量。
测试结果通常以数字或图表形式显示。
2. 使用电池电压计电池电压计是一种便携式设备，它可以测量各种类型的电池的电压，包括纽扣电池。
使用电池电压计来测试电池电量的方法非常简单，只需将电池安装到电压计的接口处，即可读取电池的实际电压值。
通常来说，电池电压低于一定值时就需要更换电池。
3. 利用多米诺骨牌测试法多米诺骨牌测试法是一种简单而有效的纽扣电池电量测试方法。
测试方法如下：将一块多米诺骨牌的后面的一端与一枚硬币（外观类似于美分）固定在一起，将这些物品按竖直方向放置，将纽扣电池引线放在硬币与洋葱之间，使硬币与多米诺骨牌的下半部分接触，当你倒转硬币时，多米诺骨牌会向后倒，如果电池电量充足，甚至可以倾倒50个以上的多米诺骨牌。
4. 使用万用表万用表是电子工程师和电子技术服务员以至各种电子维修人员必备的一种测试工具。
通过连接不同的探头头和纽扣电池的两个引脚，可以测量电压、电流和电阻等参数。
使用万用表测量电池电量通常用电池伏表来完成，通过读取电池的电压值来判断其电量。
一般来说，纽扣电池电量在3V上下，如果电池电量过低，就需要更换电池。
以上是纽扣电池电量测试方法的几种常见方式，根据不同的需求和实际情况来选择合适的测试方法，可以更好地维护电子设备的正常运行。
用密立根油滴仪测量电子电量----实验报告
用密立根油滴仪测量电子电量----实验报告用密立根油滴仪测量电子电量摘要：密立根油滴仪可以测定油滴的电量，并可验证电荷的量子性，即任何带电体所带的电量都是基本电荷的整数倍.密立根油滴仪的设计思想巧妙，其测量油滴电量的方法筒单，而结果却具有不容置疑的说服力。
密立根在这一实验工作上花费了近10年的心血，从而取得了具有重大意义的结果，那就是(1)证明了电荷的不连续性(具有颗粒性)。
(2)测量并得到了元电荷即为电子电荷，其值为e=1.602×10-19C。
关键词：油滴仪；电子电量；静态平衡测量法；喷雾；中图分类号： +O 文献标识码：AUsing Millikan oil drop instrument measuring of electronicchargeAbstract: Millikan oil drop instrument can measure the oil droplets of the electricity, and can validate the charge quantization, namely anybody charged with electricity are integer multiples of the basic charge. Millikan oil drop instrument of the ingenious design, the measurement of oil droplet charge method and the result is a single cylinder, allow all doubt persuasion. Millikan in this experimental work has spent nearly 10 years of efforts, and achieved significant results, it is proved that the charge (1) discontinuity ( having a particle ). (2) Measurement and get the elementary charge is the charge of the electron, its value is e=1.60×10-19C.Keyword: Oil drop instrument; Electronic charge; Static balance measuring method; Spray;美国著名实验物理学家密立根花了七年功夫(1909~1917) 所做的测量微小油滴上所带电荷的工作在近代物理学发展中具有重要意义，实验设计巧妙，简单方便地证明了所有电荷都是基本电荷e的整数倍，明确了电荷的不连续性。
37 密立根油滴法测电子电量
3.7密立根油滴法测电子电量密立根是著名的实验物理学家，1907年开始，他在总结前人实验的基础上，着手电子电荷量的测量研究，之后改为以微小的油滴作为带电体，进行基本电荷量的测量，并于1911年宣布了实验的结果，证实了电荷的量子化．此后，密立根又继续改进实验，精益求精，提高测量结果的精度，在前后十余年的时间里，做了几千次实验，取得了可靠的结果，最早完成了基本电荷量的测量工作．密立根的实验设备简单而有效，构思和方法巧妙而简洁，他采用了宏观的力学模式来研究微观世界的量子特性，所得数据精确且结果稳定，无论在实验的构思还是在实验的技巧上都堪称是第一流的，是一个著名的有启发性的实验，因而被誉为实验物理的典范．由于密立根在测量电子电荷量以及在研究光电效应等方面的杰出成就而荣获1923年诺贝尔物理学奖。
1917年精确测定出e 值为4.807×10-10静电单位电量，误差±0.005×10-10范围静电单位电量。
【实验目的】1．学习密立根油滴实验的设计思想；2．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定基本电荷量e；3．通过对实验仪器的调整，油滴的选择、跟踪和测量，以及实验数据处理等，培养学生严谨的科学实验态度．【实验原理】用喷雾器将油滴喷入电容器两块水平的平行电极板之间时，油滴经喷射后，一般都是带电的。
利用带电荷的微小油滴在均匀电场中运动的受力分析，可将油滴所带的微观电荷量q 的测量转化为油滴宏观运动速度的测量。
在本实验中利用两种方法来测量：1．静态平衡测量法一带电油滴在水平的平行板均匀电场中平衡时,受到的重力mg 和电场力qE 相等,有（1）d Uq qE mg ==可见,要得到关于电量的信息,除应测出电压U 和两板间距d 之外，必须想办法确定油滴的质量。
因m 很小，可通过油滴下落时的匀速下降速度v 测出。
在平行板中，若没有电场，油滴受重力的作用而加速下降，此时空气会对油滴产生正比于速度的粘滞力f 。
用密立根油滴实验测量电子电量
⽤密⽴根油滴实验测量电⼦电量实验报告实验题⽬：⽤密⽴根油滴实验测量电⼦电量实验时间：2009.04.03报告⼈：闫彬PB08203186实验⽬的：学习测量元电荷的⽅法，⽤密⽴根油滴实验⽅法测量元电荷电量。
实验仪器：密⽴根油滴实验仪实验原理：按油滴作匀速直线运动或静⽌两种运动⽅式分类，油滴法测电⼦电荷分为动态测量法和平衡测量法。
动态测量法考虑重⼒场中⼀个⾜够⼩油滴的运动，设此油滴半径为r ，质量为m 1，空⽓是粘滞流体，故此运动油滴除重⼒和浮⼒外还受粘滞阻⼒的作⽤。
由斯托克斯定律，粘滞阻⼒与物体运动速度成正⽐。
设油滴以匀速v f 下落，则有(1)此处m 2为与油滴同体积空⽓的质量，K 为⽐例常数，g 为重⼒加速度。
油滴在空⽓及重⼒场中的受⼒情况如图8.1.1-1所⽰。
若此油滴带电荷为q ，并处在场强为E 的均匀电场中，设电场⼒qE ⽅向与重⼒⽅向相反，如图8.1.1-2所⽰，如果油滴以匀速v r 上升，则有(2)由式（1）和（2）消去K,可解出q 为：(3)由（3）式可以看出来，要测量油滴上的电荷q ，需要分别测出m 1，m 2，E ，v r ，v f 等物理量。
由喷雾器喷出的⼩油滴半径r 是微⽶量级，直接测量其质量m 1也是困难的，为此希望消去m 1,⽽带之以容易测量的量。
设油与空⽓的密度分别为ρ1,ρ2，于是半径为r 的油滴的视重为(4)由斯托克斯定律，粘滞流体对球形运动物体的阻⼒与物体速度成正⽐，其⽐例系数K 为6πηr ，此处η为粘度，r 为物体半径，于是可将公式（4）带⼊式（1）有(5)因此，(6)以此带⼊（3）并整理得到(7)因此，如果测出v r，v f和η，ρ1，ρ2，E等宏观量即可得到q值。
考虑到油滴的直径与空⽓分⼦的间隙相当，空⽓已不能看成是连续介质，其粘度η需作相应的修正此处p为空⽓压强，b为修正常数，b＝0.00823N/m,因此，(8)当精确度要求不太⾼时，常采⽤近似计算⽅法，先将v f带⼊（6）式计算得(9)再将此r0值带⼊η’中，并以η’⼊式（7），得(10)实验中常常固定油滴运动的距离，通过测量它通过此距离s所需的时间来求得其运动速度，且电场强度E=U/d，d为平⾏板间的距离，U为所加的电压，因此，式（10）可写成(11)式中有些量和实验仪器以及条件有关，选定之后在实验过程中不变，如d，s，(ρ1-ρ2)及η等，将这些量与常数⼀起⽤C代表，可称为仪器常数，于是式（11）简化成(12)由此可知，度量油滴上的电荷，只体现在U，t f，t r的不同。
物理实验用密立根油滴仪测电子电量
用密立根油滴仪测电子电量
[预习思考题]
1、在调平衡电压的同时，能否加上升降电压？
答：在调平衡电压时，不能加上升降电压。
平衡电压的作用是：当该电压产生的电场作用于油滴上时，其作用力等于油滴的重力，从而计算出该油滴的电量。
如果在调平衡电压时，加上升降电压，则平衡电压产生的电场对油滴的作用力不等于油滴的重力。
2、实验中测量油滴匀速运动的时间t时，如何保证油滴作匀速运动？
答：实验中测量油滴匀速运动的时间t时，将油滴移至视场的上方，等油滴运动一定距离后才开始计时，这样可保证油滴作匀速运动。
[实验后思考题]
1、长时间地监测一颗油滴，由于挥发使油滴质量不断减少，它将影响哪些量的测量？
答：长时间地监测一颗油滴，由于挥发将使油滴的质量不断减少，油滴的半径也会减小，因此，与油滴的质量、半径有关的物理量也会发生变化，如油滴的重力及油滴所受到的空气阻力等，这将导至平衡电压的减小、油滴匀速下降２.００mm所用的时间增大。
但由于油滴质量的减少同时引起了这两个量的变化，因此，油滴质量的减少对油滴电荷的测定影响不大。
2、在选择被测油滴时，希望油滴所带电量多还是少？为什么？
答：在选择被测油滴时，希望油滴所带的电量少。
当油滴所带电量比
较多时，由于在测量过程中存在误差，使得油滴所带的电量与电子的电量之比有可能处于两个整数之间，从而无法判断油滴所带的电量是电子电量的多少倍。
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电池电量的检测原理
电池电量的检测原理电池是我们日常生活中经常使用的能源供应装置，而电池电量的检测则是为了准确掌握电池的使用情况和剩余电量，从而更好地管理和利用电池资源。
本文将介绍电池电量检测的原理和常用方法。
一、电池电量检测原理概述电池电量检测的基本原理是通过测量电池的电压或电流来判断其电量状态。
电池电量的检测可以通过物理测量、电化学测量和电子测量等多种方式实现。
下面将对其中几种常用的电池电量检测方法进行介绍。
二、电压法检测电池电量电压法是电池电量检测中最常用的方法之一。
它基于电池的工作原理，通过测量电池的开路电压来评估电池电量。
一般来说，电池的电压与其电量呈正相关关系。
因此，通过测量电池的电压变化，可以推测电池的电量状态。
三、内阻法检测电池电量内阻法是另一种常用的电池电量检测方法。
它通过测量电池内部电阻的变化来推测电池的电量状态。
电池的内部电阻与电池的电量呈负相关关系，即电池电量越低，内部电阻越大。
通过测量电池在放电过程中的内阻变化，可以了解电池的电量情况。
四、电流积分法检测电池电量电流积分法是一种基于电池放电曲线和电流积分原理的电池电量检测方法。
通过记录电池在放电状态下的电流变化情况，并进行积分处理，可以得到电池的总放电量。
通过比较实际放电量和电池额定容量，可以推测电池的电量剩余情况。
五、温度法检测电池电量温度法是一种通过测量电池的温度变化来推测电池电量的方法。
电池在放电过程中，由于内部能量转化，温度会逐渐升高。
通过测量电池的温度变化情况，可以推断电池的电量状态。
六、其他电池电量检测方法除了上述几种常用的电池电量检测方法外，还有一些其他的方法，如电容法、电化学法、容积法等。
这些方法均有其独特的原理和应用场景，可以根据具体需求来选择合适的电量检测方法。
综上所述，电池电量的检测原理主要包括电压法、内阻法、电流积分法、温度法等多种方法。
各种方法在不同场景下有各自的优缺点，需要根据具体情况来选择合适的电量检测方式。
通过电池电量的准确检测和评估，我们可以更好地管理和利用电池资源，提高电池的使用效率和寿命。
电池电量检测方法及原理.pdf
FUEL GAUGE 电池电量检测方法及原理锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用，尤其是在手机、多媒体播放器、GPS终端等消费类电子设备中。
这些设备不但单纯地只是支持单一的通讯功能，还支持流媒体播放和高速的无线发送和接收等等功能。
随着越来越多功能的加入且要获得更长单次充电的使用时间，便携式设备中锂电池的容量也不断地增大，以智能手机为例，主流的电池容量已经800mAH增长到现在1500mAH，并且还有继续增长的趋势。
随着大容量电池的使用，如果设备能够精确的了解电池的电量，不仅能够很好地保护了电池，防止其过放电，同时也能够让用户精确地知道剩余电量来估算所能使用的时间，及时地保存重要数据。
因此，在PMP和GPS中，电量计不断加入到设备中，并且电量计也在智能手机中得到了应用，尤其是在一些Windows Mobile操作系统的智能手机中，如图1所示，电池电量的显示已由原来的柱状图变为了数字显示。
本文介绍和比较三种种不同电量计的实现方法，并且以意法半导体的STC3100电池监控IC为例，在其Demo实现了1%精度的电池精度计量。
（a）柱状图电量显示（b）数字精确电量显示图1 Windows Mobile 手机中电量计量1，电量计的实现方法和分类。
据统计，现行设备中有三种电量计，分别是：直接电池电压监控方法，也就是说，电池电量的估计是通过简单地监控电池的电压得来的，尽管该方法精度较低和缺乏对电池的有效保护，但其简单易行，所以在现行的设备中得到最广泛的应用。
然而锂电池本身特有的放电特性，如图2所示。
不难从中发现，电池的电量与其电压不是一个线性的关系，这种非线性导致电压直接检测方法的不准确性，电量测量精度超过20%。
电池电量只能用分段式显示，，如图1.a所示，无法用数字显示精确的电池电量。
手机用户经常发现，在手机显示还有两格电的时候，电池的电量下降得非常快，也就是因为这时候电池已经进入Phase3。
锂电池剩余电量测量方法
锂电池剩余电量测量方法锂电池，这个小家伙如今几乎无处不在，从手机到电动车，甚至是我们的耳机，它都是一个不可或缺的角色。
但说到它的剩余电量，哎呀，真是让人头疼的事情。
没电了，咱就跟没了“战斗力”似的，干啥都没劲。
今天呢，就跟大家聊聊锂电池剩余电量的测量方法，轻松一点，幽默一点，让咱们在测量电量的路上，不那么“紧绷”。
1. 什么是锂电池的剩余电量？在我们深入电量测量之前，先得搞清楚什么是“剩余电量”。
说白了，就是锂电池现在还有多少电。
就像你钱包里的零钱，数一数，看看能买点啥。
锂电池的剩余电量通常用百分比来表示，0%就是光光的状态，100%呢，就是满电充能，准备大展身手！不过，锂电池的电量可不是线性下降的，前期掉得慢，后期掉得飞快，让你摸不着头脑。
1.1 为什么要测量剩余电量？这问题问得好！测量剩余电量就像是每天给自己打个小气泡，提醒自己别浪费电力。
你想想，要是出门前没注意到手机快没电了，结果在公交上被迫面对老王的微信求助，那场面，尴尬得很。
而且，准确测量电量还能帮助延长电池的使用寿命，省钱又省心，简直是“双赢”呀。
1.2 常见的测量方法现在，我们聊聊测量的方法。
别担心，操作起来简单得很。
首先，有些手机会自带电量管理工具，直接看看就行。
其次，市场上也有很多专门的电量监测软件，像是“电池医生”之类的，功能强大，图表一目了然。
再来，还有一些高端设备，能通过电压、电流等数据来进行更精确的测量。
不过呢，这种方法一般是给专业人士准备的，普通用户就看看电量百分比就好了。
2. 锂电池的电量监测原理说到原理，这就有点复杂了，但咱尽量用简单的说法来讲。
锂电池的电量监测主要靠电压来判断，电压高，电量就足；电压低，电量就不行。
这就像我们吃饭，有的人吃得多，干劲十足；有的人吃得少，没力气。
电池也是这样的，电压越高，电池里的“能量食量”就越充沛。
2.1 电压与电量的关系电池的电压和剩余电量之间有个曲线关系，这可不是随便画的。
简单来说，锂电池的电压在充满的时候是4.2V，电量用完的时候就只有3.0V左右。
用密立根油滴法测量电子电荷
实验用密立根油滴法测量电子电荷美国物理学家密立根（）从1909到1917年所做的测量微小油滴上所带电荷的工作，即所谓油滴实验，在全世界久负盛名，堪称实验物理的典范。
他精确地测定了电子电荷的值，直接证实了电荷的不连续性，所以说，密立根油滴实验在物理学发展史上具有重要的意义。
由于这个实验的原理清晰易懂，设备和方法简单、直观而有效，所得结果富有说服力，因此它又是一个富有启发性的实验，设计巧妙，结果准确。
密立根由于测定了电子电荷和借助光电效应测量出普朗克常数等数项成就，荣获了1923年诺贝尔物理学奖。
【实验目的】1．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，证明电荷的不连续性，并测量基本电荷的大小。
2．通过实验中对仪器的调整、油滴的选择、跟踪、测量及数据处理，培养学生科学的实验方法与一丝不苟的科学实验态度。
3．了解现代测量技术在实验中的应用。
【实验仪器】MOD-Ⅴ型密立根油滴仪（主要由油滴室、电压耦合元件电视显微镜CCD、10寸黑白显示器、供电箱、调平装置、喷油器和实验用油等组成）。
1．油雾室 2．油雾室照明灯泡 3．极板电压显示数字电压表 4．计时器计时显示数字表 5．极板电压粗调电位器6．极板电压细调电位器 7．极板电压换向开关 8．油滴控制波段开关 9．计时器清零按钮 10．计时器控制按钮11．CCD 电源 + 12V 输出插座 12．CCD 视频输入插座 13．水平指示仪 14．镜筒10．显微镜移动旋钮16．CCD 17．仪器电源开关 18．仪器电源输入三相插座图3-57 密立根油滴仪面板图【实验原理】用油滴法测量电子的电荷，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法。
两种测量方法分述如下。
1．静态（平衡）测量法用喷雾器将油喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。
油在喷射中撕裂成油滴时，一般都是带电的，设油滴的质量为m ，所带的电荷为q ，两极板间的电压为U ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用（见图3-58）。
密立根油滴法测电子电量
6πaηL/t Q mg
4a36aL/t 0
3
5
从上式即可求出油滴半径和油滴质量
a 9 L 2 gt
3
m
4
3
9L
2gt
2
油滴半径在10-6m左右，与空气分子间隙大致相等，
空气介质不能再认为是连续的。斯托克斯流体力学
定律仅适用于连续介质。所以空气粘滞系数η应作
如下修改
'
1 b pa
式中，b为常量8.22*10-3 m.Pa.，p为大气压强
19C
2
实验原理：
U+
如图所示，当一带电油滴在垂直 QU/d
方向的电场中处于静态平衡时，
有
QUd mg0
Q
d
其中，U为两极板间的电势差，d 为两极板间的距离，g为重力加 速度，m和q为油滴质量和所带 电量。若U、d、g和m为已知量 或可被测出，就可求得油滴所带 电量Q。
mg U-
3
U+
由于带电油滴的质量m很小，要采
i1 nm m 1
i1
10
标准形式 e=e±Se 百分差 E0 =(e-e0)/e0*100%
思考题见桌子上的讲义示范板。
11
分别对方程组两边求平方和可得
m
m
作为变量，对方程左式求导，并令导数为0， 以期求得使∑(Δem)2为最小值的e ，得
求导数得
eim 1(Qmenm)2 0
m
m
nmQm enm2 0
i1
i1
m
得
nmQm
e
i1 m
n
2 m
标准偏差
Se
m (Qm e)2
6
密立根油滴法测定电子电荷
滴的方法。
练习测量油滴运行的时间 任意选择几颗运动速度快慢不同的油滴，用计时器测出它
们下降一段距离所需要的时间，或者加上一定的电压，测出它们上升一段距离所需要的时
间，如此反复多练习几次，以掌握测量油滴运动时间的方法。
3. 正式测量
从式（6）可见，用平衡测量法实验时要测量的主要有两个量。一个是平衡电压 U，
的数值，这个整数就是油滴所带的基本电荷的数目 n。再用这个 n 去除以实验测得的电
量，即得电子电荷值 e。
5. 仔细观察显微镜视场中看到的大小、明暗、降落快慢各异的油滴的表现，分析如
何选择合适的油滴作为你的测量对象，阐述你选择油滴的观点。对所选油滴跟踪测量，验
证电荷的不连续性并测定电子电荷值e。
观察思考
另一个是油滴匀速下降一段距离 l 所需要的时间 t。平衡电压必须经过仔细的调节，并将
油滴置于分划板上某条横线附近，以便准确判断出这颗油滴是否平衡了。
测量油滴匀速下降一段距离 l 所需的时间 t 时，为了在按动计时器时有所思想准备，
应先让它下降一段距离后再测量时间。选定测量的一段距离 l 应该在平行极板之间的中央
个最小电量 e，就是电子的电荷值
e= q n
式（6）和式（7）是用平衡法测量电子电荷的理论公式。
（7）
① fr = 6πrηv 即为斯托克斯公式，可参阅马文蔚《物理学》（第四版），上册。高等教育出版社，1999，
P48～49。 ①修正项中的油滴半径可以用式（4）近似计算。
2
实验仪器
密立根油滴仪包括油滴盒系统、
作电压选择开关放在“下落”位置。
2. 测量练习
练习控制油滴 在平行极板上加上平衡电压（约 250V），工作电压选择开关置“平
湖南省岳阳县第一中学2014年物理奥赛教案 第八讲 恒定电流
E1-I1R1+I2R2-E2=0
E2-I2R2+I3R3=0
以上三个方程得：I1=1A，I2=-0.5A，I3=0.5A
可见，I1、I3的实际方向与规定的相同，I2的实际方向与规定的相反。
在如图中，若R1∶R2∶R3=R4∶R5∶R6，则左图中C、D以及E、F为自然等电势点，右图中E、F、G为自然等电势点。在求A、B间电阻时可以将这些点短接或者断开。
(2)平衡对称电阻网络
【例5】求如图电路A、B两端的等效电阻
分析：
【例6】求如图所示电路中，A、B两点的电阻。
分析：
【例7】如图甲所示，用均匀电阻丝作成的正方形回路，由九个相同的小正方形组成，小正方形每边的电阻均为r=8。
Ua-IR-Ir1-E1-Ir2+E2=Ub
或：Uab=Ua-Ub=IR+Ir1+E1+Ir2-E2
这就是一段含源电路的欧姆定律。
3、闭合电路的欧姆定律
对一个闭合电路而言仍然可以沿用一段含源电路的欧姆定律，只是一个回路的总电势升降必定为零。比如右图中有：(从任一点a开始)
Ua-IR-Ir2+E2-Ir1+E1=Ua
湖南省岳阳县第一中学
第八讲恒定电流
知识要点：
恒定电流部分：欧姆定律。电阻率和温度的关系。电功和电功率。电阻的串、并联。电动势。闭合电路的欧姆定律。一段含源电路的欧姆定律。电流表。电压表。欧姆表。惠斯通电桥，补偿电路。
物质的导电性部分：金属中的电流。欧姆定律的微观解释。液体中的电流。法拉第电解定律。气体中的电流。被激放电和自激放电（定性）。真空中的电流。示波器。半导体的导电特性。Ｐ型半导体和Ｎ型半导体。晶体二极管的单向导电性。三极管的放大作用（不要求机理）。超导现象。
电子测量的基本原理和主要方法
电子测量的基本原理和主要方法测量是指为确定被测对象的量值而进行的实验过程。
电子测量是测量的一个重要分支，它是指以电子技术为理论基础，以电子测量设备和仪器为工具，对各种电量进行的测量。
通常情况下的电子测量是指对电子技术中各种电参量的测量，包括各种电量、电路元器件特性、电路特性的测量。
通过传感器把非电量转换成电量后进行测量。
对同一性质的被测量目标进行测量时，由于测量原理不同，选择的测试仪器、采用的测量手段也可能不一样。
常用的有直接测量、间接测量和组合测量3种。
1.直接测量通常测量仪表已标定好，用它对某个未知量进行测量时，能直接读出测量值，称为直接测量。
例如，用磁电式仪表测电流、电压，用弹簧管式压力表测量锅炉压力，用频率计测频等就属直接测量。
直接测量的优点是测量过程简单、迅速，缺点是测量精度不容易达到很高。
这种测量方法在一般的工程中大量采用。
2.间接测量间接测量是指当待测量由于某种原因不能直接测量时，可以对与未知待测量y有确切函数关系的其他变量x（或n 个变量）进行直接测量，然后再通过函数关系计算出待测量y，这种测量称为间接测量。
y=f(Xl，X2，…，Xn)间接测量广泛用于科学实验中，放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻都是采用间接测量的方法测量出来的。
3.组合测量组合测量是指当某项测量结果需要用多个未知参数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据函数关系列出方程组求解，从而得到被测量的值，这种兼用直接测量与间接测量的方法称为组合测量。
这种方法通过计算机软件进行求解，速度更快。
3．按测量方式分类按测量方式可分为直读法和比较法。
(1)直读法直读法是用直接指示被测量大小的指示仪表进行测量，能够直接从仪表刻度盘上或从显示器上读取被测量数值的测量方法。
例如，用欧姆表测量电阻时，从指示的数值可以直接读出被测电阻的阻值。
这种方法是由于欧姆表的数值事先用标准电阻进行了校验，标准电阻已将它的量值和单位传递给欧姆表，因而间接地参与了测量。
密立根油滴实验电子电荷的测量
4.8 密立根油滴实验——电子电荷的测量实验简介密立根 (Robert Andrews Millikan ，1868～1953，美国物理学家) 于1907年开始，经历7年时间，用油滴法直接证实了“电”的不连续性，并用实验的方法直接测量了电子的电荷量，这就是著名的密立根油滴实验，它是近代物理学发展史中具有重要意义的实验。
因对基本电荷和光电效应的工作，密立根荣获1932年度诺贝尔物理学奖。
实验目的1．通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的不连续性，并测定电子的电荷e 。
2．了解、掌握密立根油滴实验的设计思想、实验方法和实验技巧。
实验原理用油滴法测量电子的电荷，需要测量油滴的带电量q ，可以用静态（平衡）测量法或动态（非平衡）测量法测q ，也可以通过改变油滴的带电量，用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。
测量方法分析如下：一．静态（平衡）测量法。
用喷雾器将油喷入两块相距为d 的水平放置的平行极板之间。
油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的。
设油滴的质量为m ，所带的电荷为q ，两块极板间的电压为U ，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg 和静电力qE 的作用。
如图（4.8-2）所示。
如果调节两极板间的电压U ，可使这两个力达到平衡，这时U mg qE q d== （4.8-1） 从式（4.8-1）可见，为了测出油滴所带电量q ，除了需测定平衡电压U 和极板间距离d 外，还需要测量油滴的质量m 。
因为m 很小，需要用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气粘滞阻力的作用，下降一定距离达到某一速度v g 后，阻力与重力mg 平衡，如图4.8-3所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降 。
根据斯托克斯定律，油滴匀速下降时6g f a v mg πη== (4.8-2)式中，η是空气的粘滞系数；a 是油滴的半径（由于表面张力的原因，油滴总是呈小球状）。
设油的密度为ρ，油滴的质量可以用下式表示f r mg v g343m a πρ= (4.8-3) 由式（4.8-2）和式（4.8-3）得到油滴的半径a =（4.8-4）对于半径小到610-m 的小球，空气的粘滞系数应作如下修正1b pa ηη'=+式中，b 为修正常数，p 为大气压强，单位用Pa 。
电池电量检测原理
电池电量检测原理电池电量检测是指通过一定的方法和技术手段，准确地测量电池中的电量剩余情况。
电池电量检测的原理主要包括电压法、内阻法和计时法等多种方法。
其中，电压法是最常用的一种电量检测方法，下面将对电池电量检测原理进行详细介绍。
首先，电压法是通过测量电池的开路电压来确定电池的电量。
在电池的正负极之间没有外部负载的情况下，电池的开路电压与电池的电量有一定的关系。
一般来说，电池的开路电压与电池的电量呈正相关关系，即电池电量越多，开路电压越高；电池电量越少，开路电压越低。
因此，通过测量电池的开路电压，可以较为精确地确定电池的电量剩余情况。
其次，内阻法也是一种常用的电池电量检测方法。
内阻法是通过测量电池在工作状态下的输出电流和电压，来确定电池的电量。
在电池工作时，电池的内阻会对电池的输出电流和电压产生一定的影响。
一般来说，电池的内阻与电池的电量呈负相关关系，即电池电量越多，内阻越小；电池电量越少，内阻越大。
因此，通过测量电池的输出电流和电压，可以间接地确定电池的电量剩余情况。
最后，计时法是一种简单粗略的电池电量检测方法。
计时法是通过电池在不同负载下的工作时间来确定电池的电量。
一般来说，电池的工作时间与电池的电量呈正相关关系，即电池电量越多，工作时间越长；电池电量越少，工作时间越短。
因此，通过对电池在不同负载下的工作时间进行测量，可以初步估算出电池的电量剩余情况。
综上所述，电池电量检测的原理主要包括电压法、内阻法和计时法等多种方法。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的电量检测方法，以确保电池的电量能够得到准确的监测和管理。
通过科学合理地选择电池电量检测方法，可以有效延长电池的使用寿命，提高电池的利用效率，从而更好地满足各种电子设备对电源的需求。
电池电量检测原理
电池电量检测原理电池电量检测是指通过一系列的电路和算法来准确测量电池的容量和剩余电量的技术。
电池电量检测在各种电子设备中起着重要的作用，例如智能手机、笔记本电脑、电动车等等。
本文将介绍电池电量检测的原理和主要方法。
一、电池电量计算原理电池电量可以通过两种方式来计算：一种是基于电压测量的方法，另一种是基于电流积分的方法。
1. 基于电压测量的方法电池的电压随着电量的变化而变化，通常情况下，电压与电量呈线性关系。
因此，可以通过测量电池的电压来估计电量的剩余情况。
这种方法简单直接，但存在一些问题，比如电池在不同的工作状态（如充电或放电）下，电压与电量的关系可能会发生变化。
2. 基于电流积分的方法电池的电量也可以通过积分电池的电流来计算。
电流积分是指将电池的电流进行累积，然后通过计算累积的电流值来估计电池的电量。
这种方法相对较为准确，但需要精确测量和积分电流，同时还需要考虑电池的自放电情况。
二、电池电量检测方法除了基于电压测量和电流积分的方法外，还有其他一些常用的电池电量检测方法。
1. 电池内阻检测法电池的内阻会随着电量的变化而变化。
通过测量电池的内阻，可以间接地估计电池的电量。
内阻检测法相对准确，但需要专门的硬件电路来实现。
2. 电池温度检测法电池的温度也与电量有关，一般情况下，电池的温度随着电量的减少而降低。
通过测量电池的温度变化，可以估计电池的电量。
但这种方法需要专门的温度传感器和算法支持。
3. 电池容量计算法电池的容量是指电池能够提供给负载的电能。
通过测量电池的放电时间和负载电流，可以计算出电池的容量。
这种方法相对简单，但对电池的放电时间和负载电流的测量要求较高。
三、电池电量检测的应用电池电量检测技术广泛应用于各种电子设备中。
在智能手机中，电池电量检测可以显示电池的剩余电量，并根据电量的变化来提醒用户充电。
在笔记本电脑中，电池电量检测可以帮助用户合理安排使用时间，提高使用效率。
在电动车中，电池电量检测可以实时监测电池的电量，避免电池耗尽导致车辆无法行驶。
电子测量仪器的原理与测量方法
电子测量仪器的原理与测量方法随着科学技术的发展，电子测量仪器的应用日益广泛。
电子测量仪器是指通过电子技术手段，在测量过程中使用电流、电压、电阻、频率等电学量或者磁学量等，来进行各种物理量的测量。
电子测量仪器可以对信号进行采集、转化、处理及显示、存储等多个步骤，为工程领域提供了很多便利。
1. 电子测量仪器的基本原理电子测量仪器的基本原理是利用某个物理量的变化来周期性的改变一定的输入电量，使输出电信号成为同频率的交流信号，再进行测量对于其输入输出关系的测量。
比如，当利用一个电桥来测量电阻时，我们可以在电路中加入一些可调的电源，然后细调使得电桥平衡，此时电桥的电势差为零，输出电路中的电压也相对稳定。
然后通过电压和电流的值的变化，来计算被测量物质的阻值。
2. 常见的电子测量仪器（1）示波器示波器是测量电压和电流交流信号的仪器，它可以将电压、电流波形显示在屏幕上。
示波器可分为模拟示波器和数字示波器。
模拟示波器是采用示波管或阴极射线管的量子式电压和电流测量仪器，经过扫描电路，它可以将被测量波形在屏幕上显示出来；数字示波器是采用数字技术实现测量和显示的仪器，它具有高速、大容量、全数字处理等特点。
（2）多用表多用表也称为万用表，是一种便携式通用的电子测试设备。
多用表可以测量直流电、交流电、电阻、电容、频率、温度等多项指标。
经过一段时间的发展，多用表的功能越来越强大，可以满足各类用户的不同需求。
（3）信号发生器信号发生器是一种仪器，可以产生一定的电信号，并在特定波形、频率条件下发射。
信号发生器可分为模拟信号发生器和数字信号发生器。
模拟信号发生器可以产生连续波或调制信号，数字信号发生器一般用于产生数字脉冲和数字码型信号。
3. 电子测量仪器的测量方法（1）使用电桥进行测量电桥是一种非常常用的电学测量器件，主要用于测量电阻、电容、电感等物理量。
当待测样品两端的电位差为零时，我们可以认为测得的值即为待测量的值。
例如测量电阻，可以通过四根线连接被测电阻、电源，以及电桥多个电阻桥臂，当电桥平衡时，被测电阻的阻值就可以通过公式计算得出。
测定电子电量的一种方法
测定电子电量的一种方法
电子电量测量是物理和材料科学领域中重要的研究内容之一。
它
既可以直接测量系统中每条电子的电量，也可以测量它们在不同状态
下的能量差。
电子电量测量主要可以由三个步骤组成：
第一步：确定电子电量的测量参数。
根据测量条件，可以确定测
量电子电量的正向和负向电位，以及测量时间。
第二步：构建测量系统或者测试仪器，以及它所携带的测量参数。
第三步：进行电子电量测量。
在测试仪器中，调节正向和负向电位，并进行电子电量的监测记录。
最后，将记录的电子电量数据进行统计分析，以获得最终的测量
结果。
电子电量测量通过电容表、皮尔逊表、独立变压器、比较电路等
测量仪器实现。
它使用的仪器有多种，具体要根据实际情况来决定。
电子电量测量的实施过程中，有很多参数需要考虑，例如测量系
统中电子电量的正向和负向电位。
正确选择和调整这些参数，能够保
证测量精度。
电子电量测量是研究物理和材料科学领域中重要的研究内容之一，能够对系统中电子电量进行准确测量，是研究材料特性、现象和观测
等重要研究工具。
它可以定量测量材料的性能指标，也可以随着材料
的变化而及时反应出变化机理。
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3. 2 电子电量的平均值
由表 1 可得第 1 号油滴电量 q1, 含电子数 n1, 电子电量 e1. 据式( 12) 可算 e1 的标准偏差为
S( e1) =
4.
017 n1
10U1
20
(
1+
1. 044 -
104 - 1) 2
t1
0. 522 104
1+
1. 044 -t1
104
1
-
t
2 1
S
(
此可见, 当油滴开始运动后, 在时间测量精度范围内, 油滴立即作匀速直线运动. 于是有
4 3
a3 g =
6 av
( 1+
b pa
)
( 7)
v=
l t
( 8)
式( 8) 中 l 为油滴下降距离, t 为油滴下降 1 所用时间. 由式( 7) 和( 8) 得
a=
-
b+
b
1+ 2p
18 lp 2 gb2t
收稿日期: 2001-04-18 作者简介: 籍延坤( 1958-) , 男, 大连市人, 副教授, 从事理论物理教学与研究工作
第 4期
籍延坤, 等: 电子电 量的测量
345
则
dv dt
=
g-
v
v= g ( 1- e- t )
( 6)
因为 值很大, 所以当 t = 0. 01 s( 这是油滴实验可能测到的最短时间) , e- t 1. 由
Key Words Vertical Double Diffused MOSFET, BJT, I-V characteristics.
( 责任编辑 郑绥乾)
பைடு நூலகம்
1+
b pa
( 3)
式( 3) 中 为空气的粘滞系数, b 为修正常数, p 为大气压强, f r 为粘滞阻力.
由( 2) 和( 3) 解得
dv dt
=
g-
(
6 1+
a pba )
v m
( 4)
令
=
(
6 1+
a b
pa
)
= m
2
9 a2( 1+
b pa
)
( 5)
在本实验有关参数情况下, 105 s- 1
表 1 电子电荷有关的直接与间接测 量结果
油滴序号 i
1 2 3 4 5
平衡电压 Ui( V)
245 226 200 190 230
时间平均值 t i( s)
16. 196 15. 386 25. 528 22. 052 23. 106
油滴带电量 q i( 10- 19C)
7. 948 9. 333 4. 774 6. 325 4. 856
再代入式( 17) 得:
SR( e) = 0. 0254 10- 19C
取 SR( e) 作为电荷 e 的 B 类不确定度, 即:
电荷 e 的展伸不确定度为[ 5] :
uB = SR ( e )
u= 2
u
2 A
+
u
2 B
=
0. 052
10- 19 C
最后测量结果为: e= ( 1. 590 0. 052) 10- 19 C
籍延坤, 等: 电子电 量的测量
347
代入数据得 S( e) = 0. 00564 10- 19C 它常按正态分布考虑的, 取该标准偏差作为电荷 e 的 A 类不确定度, 即[ 5] :
uA ( e ) = Sn( e) 电荷的 B 类不确定度一般取仪器误差所引起的误差分量, 它服从均匀分布. 根据式 ( 15) 可知均匀分布的误差分量的标准偏差为:
2. T he Physics Department of Shenyang Normal College, Shenyang 110034, China
Abstract The electronic charge is measured according to a new principle formula related to the
辽宁大学学报 自然科学版
第 28 卷 第 4 期 2001 年
JOURNAL OF LIAONING UNIVERSIT Y
Natural Sciences Edition Vol . 28 No. 4 2001
电子电量的测量
籍延坤1, 蔡 敏2
( 1. 抚顺石油学院 数理部 , 辽宁 抚顺 113001; 2. 沈阳师范学院 物理系 辽宁 沈阳 110034)
t
1)
( 14)
S( t1) =
5
( t 1j - t 1) 2
j= 1
5( 5 - 1)
= 0. 0232 s
将 S( t1) 值代入式( 13) 得 S( e1) = 0. 00355
10- 19 C, 同理可求出 S( e2) 、S( e3) 、S( e4) 、
S( e5) .
对于用不同油滴测量电子 电量是非等精度测量, 电子电量平均值应该是加权平均
4 3
a3 g =
qU d
( 1)
式( 1) 中 a 为油滴半径, 为油的质量密度, q 为油滴所带的电量, U 为加在极板上的
电压, d 为两极板间的距离.
当油滴平衡后, 使电场力为零, 则油滴在重力和空气的粘滞阻力的作用下运动, 其速
度为 v, 则
m
dv dt
=
mg -
fr
( 2)
fr =
6 av
摘 要: 根据新的实验原理公式对电子电量进行 了测量, 并且给出了电子电 量的加权 平均 值和不确定度的评定结果.
关键词: 电子电量; 加权平均值; 不确定度.
中图分类号: O441. 1 文献标识码: A 文章编号: 1000- 5846( 2001) 04- 344-05
1 新的原理公式的推导
当作用在油滴仪两极板间的油滴上的电场力和重力平衡时, 有
Abstract By the analysis on the measured I - V character and simulat ion result of VDMOS
structure device, the effect of the parasitc bipodar transistor inherent in the structure is discussed. A novel sel-f aligned VDMOS structure with a shallow diffused p+ region is presented to eliminate the effect completely. The new structure is very useful for the development of MOS technology.
experiment presen ted in this paper. The weighted average of electronic charge and its uncertainty evaluation are given in the paper.
Key Words electronic charge, weighted average, uncertainty.
电子电量表达式为
e=
1.
339 nU
10-
20
(
1+
1. 044 t
104 - 1) 3
( 12)
这就是本文所用的新原理公式, 其中 n 为油滴所带的电子数.
2 测量数据
测量数据见表,
表中的
ni
是 1. 6
qi 10-
19
取整得到
的,
ei
是q- i 的值. ni
t i ( s) 是下落时间
tij
( s) 的平均值, j = ( 1, 2, 5) .
合成法, 即:
Er ( ei ) =
Ui Ui
+
t
2 i
15660 t i
1+
10440 ti
(
1+
10440 ti
-
1)
( 19)
e i = Er( e i ) ei
( 20)
代入 Ui = 7. 5 V , t i = 0. 01 s 和表中有关数据, 可求出 ei 及相应的标准偏差
SR( ei ) .
[ 参考文献]
[ 1] 潘人培, 董宝昌主编. 物理实验教学参考书[ M] , 北京: 高等 教育出版社, 1990. [ 2] 朱鹤年编著. 物理实验研究[ M] , 北京: 清华大学出版社, 1994. [ 3] 龚镇雄. 普通物理实验中的数据处理[ M] , 西北电 讯工程学院出版社, 1985. [ 4] 张世箕编著. 测量误差及数据处理[ M] , 北京: 科学出版社, 1979. [ 5] 刘智敏. 不确定度与分布合成[ J] , 物理实验, 1999( 5) : 17 19.
The Measurement of Electronic Charge
JI Yankun1, CAI Min2
348 辽宁大学学报 自然科学版
2001 年
1. Department of Mathematics and Physics, Fushun Petroleum Institute, Fushun, Liaoning , 113001, China;
( 9)
将式( 9) 代入式( 1) 得
q=
dg 6 Up
b33(
1+