用补偿法测电动势
用补偿法测电池的电动势实验报告
用补偿法测电池电动势一.实验简介在测量电动势时，如果用电压表直接测量的话，由于电压表也有一定的电流通过，测出的值是电池的路端电压，而不是电源的电动势，所以要想消除电源的内阻影响，测出电源的电动势就要用一个电压与电源相互抵消，这就是补偿法。
这样，当电源两端电压为零时，补偿电压就是电源的电动势。
用补偿法测电池电动势就是为了消除电池内阻对所测电池电动势的影响。
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E = (U A− U B) + I r i(1)从上式可看出，若电路中电流I逐渐变小，电源的端电压U A-U B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=U A-U B。
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1 补偿法原理图图2是测未知电动势的原理图。
电源E和精密电阻R ab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R ab时、改变R ab上两滑动头c、d的位置，就能改变c、d间的电位差U cd的大小，U cd正比于电阻R ab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。
U cd相当于上面所要求的“Eo”，测量时把滑动头c、d两端的电压U cd引出与未知电动势Ex进行比较。
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。
1用补偿法测电源电动势和内阻.doc
1用补偿法测电源电动势和内阻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。
由补偿法对未知电动势进行测量用补偿法校准工作电流，理解校准工作电流的目的和意义1．为什么测量前要校准工作电流？先将标准电池E接入，根据E的大小确定R的值（即确定c、d的位置，使cd 间电压值刚sss好为E），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=E/R，s0ss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接入s电路，保持R不变（即保持I不变），再调节c、d的位置，使检流计G再度指零，则有： 0EsE,IR,R ，此时对应的电压值即为待测电动势值 s0xxRs2．原理图中，E、E、E的极性是否可以全部反接？为什么？ SX电源E、E、E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。
SX3．原理图中，若其中一个（或两个）E、E、E的极性反接是否可以？会有什么现象？ SX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。
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。
6、有时学生测出的与值基本一样。
这说明实际上没有接上。
7、将学生型电位差计盘拧过头，损坏了仪器。
教师应课前提醒学生当旋盘拧不动时，就应往回拧了。
8、盘的读数窗口很小，读数易读错。
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。
用电位差计测电动势实验报告
用电位差计测电动势实验报告一、实验目的1、掌握电位差计的工作原理和使用方法。
2、学会用电位差计测量电动势。
3、理解补偿法测量电动势的优点。
二、实验原理电位差计是一种利用补偿原理来精确测量电动势的仪器。
补偿法的原理是：在一个包含电源和电阻的回路中，如果能找到一个与待测电动势大小相等、方向相反的电动势，使得回路中电流为零，那么这个与待测电动势相抵消的电动势就等于待测电动势。
电位差计由工作电源、标准电池、测量电路和检流计等部分组成。
通过调节测量电路中的电阻，使检流计指针指零，此时测量电路中的电阻值与标准电池的电动势对应。
然后将待测电动势接入测量电路，再次调节电阻，使检流计指零，此时测量电路中的电阻值与待测电动势相对应。
根据电阻值的比例关系，就可以计算出待测电动势的值。
三、实验仪器1、电位差计2、标准电池3、检流计4、待测电池5、电阻箱6、导线若干四、实验步骤1、连接电路按照实验电路图，正确连接电位差计、标准电池、检流计、待测电池和电阻箱等仪器，确保连接牢固，接触良好。
2、校准电位差计（1）将电位差计的转换开关置于“标准”位置。
（2）调节电阻箱，使检流计指针指零。
此时电阻箱的读数即为标准电池的电动势对应的电阻值。
3、测量待测电动势（1）将电位差计的转换开关置于“未知”位置。
（2）将待测电池接入电路。
（3）调节电阻箱，使检流计指针再次指零。
记录此时电阻箱的读数。
4、重复测量重复步骤 3，进行多次测量，取平均值以减小误差。
5、整理仪器实验结束后，关闭电源，整理好仪器和导线。
五、实验数据及处理1、实验数据记录｜测量次数|电阻箱读数（Ω）｜待测电动势（V）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|2、数据处理计算每次测量的待测电动势值，然后求平均值。
平均值＝（待测电动势 1 ＋待测电动势 2 ＋待测电动势 3）／ 3六、误差分析1、仪器误差电位差计、检流计等仪器本身存在一定的精度限制，可能会导致测量误差。
实验四 用补偿法测电动势
实验四用补偿法测电动势
电动势（Electromotive Force，EMF）是一种由能量转移而产生的自然电力，是驱动
电子器件执行驱动功能的电源。
使用补偿法来测量电动势，是一种非常快速，精确的测量
方法。
它的优势在于可以在非平衡的状态下测量电动势，并且可以在大范围内测出更精确
的电动势值。
补偿法测量电动势的基本原理是将一个低电压（V2）与一个高电压（V1）连接在一起，形成一个串联电路。
然后，将另一个电阻（R2）接入串联电路，使电阻R2的阻抗等于R1。
此时，两路电压之间的电动势将完全补偿，即V1-V2=0。
电动势的补偿测量需要满足以下几个要求：
1.两个电路中的电压之间要有一定的压差，以使补偿效果最好。
2.两个电阻（R1和R2）应保持尽可能接近，以降低两个电源之间的压差。
3.应以最大可能的精度来测量电动势，以确保得到准确的电动势值。
补偿法是一种非常有效的测量电力的方法，它可以在非平衡状态下测量电动势，并且
能够在大范围内测出更精确的电动势值。
电池电动势的测定及其应用
原电池电动势的测定及其应用周韬摘要：本实验用补偿法测定了几组原电池的电动势，计算出原电池的标准电动势，选取一个电池计算了恒压条件下反应过程的摩尔吉布斯自由能和摩尔熵等数据。
关键词：补偿法，电动势，摩尔吉布斯自由能。
前言：在电池电动势的测定实验中，比较多的实验，如施巧芳[1]在“原电池电动势测定实验的改进”中，是测定的硫酸铜、硫酸锌和硝酸亚汞（有毒，吸入或与皮肤接触时有极毒，并有蓄积性危害）原电池的电动势。
所用的实验试剂存在毒性。
本实验采用硝酸银和氯化钾溶液进行实验，几个电池之间的数据存在一定的联系，测定的结果可以进行对比。
宋江闯[2]等人在“高阻抗法测定原电池电动势及其温度系数”中用高阻抗的方法对原电池的电动势进行了测定。
对于原电池电动势的测定，要求电池流过的电流为零，相比于高阻抗要求的高电阻电压表，补偿法对实验仪器的要求并不是十分高。
所以，本实验用补偿法测定原电池的电动势及其相关热力学数据。
1、实验部分1.1原理电池电动势的测量必须在可逆条件下进行，否则就没有热力学价值。
所谓的可逆，就是要求电池反应可逆和在测量电动势时电池几乎没有电流流过。
本实验在测定原电池的电动势时，采用补偿法来测定，即可满足电池几乎没由电流流过的条件。
1.1.1补偿法测量电动势通过补偿法严格控制测量电动势时流过电池的电流为零。
具体方法是用一个方向相反、大小相等的电动势，对抗电池电动势，所以，补偿法又叫对消法。
电路图如图1[3]所示。
它由工作电流回路、标准回路和测量回路组成。
工作电流回路：工作电池E w的政图 1 补偿法测定原电池电动势线路图绩流出工作电流，经过滑动变阻器R p、滑线电阻AB后返回负极。
标准回路：连接电路后，闭合K，将SW合向E s端，用以标定工作电流。
通过调节R p使检流计的电流为零，此时电路中有：E s=U CA=IR CA测量回路：将SW合向E x端（电测电池）。
保持R p不动（工作电路中的电流不变），调节C的位置至C’时检流计的电流为零，此时有：U C′A=IR C′A=E xE x=E sR CA×R C′A=kE s图2为UJ-25型直流电位差计。
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）。
用补偿法测量电池电动势.docx
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。
用补偿法测量电池电动势
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 <。
二级物理实验2-补偿原理
十一线电位差计
检流计
三路稳压电源
电阻箱
注：三路稳压电源我们只用到最左边一路工作电源（主电源---电 路干路电源实验测量使用3V左右）、中间一路（提供标准电动势 1.0186V定标）、最右边的一路（待测电动势）不用，待测对象用 R40甲电池代替。
二级物理实验2
三.实验测量任务
物理实验教学示范中心
1.选用所给仪器，利用补偿原理测量待测电池电动势，要求设计 并画出测量电路图，然后自拟测量表达式完成测量，至少测5次 （提供5个不同的电势），并将测量结果（平均值，小数点后保 留3位）与标准值相比较，每次测量的相对误差小于1%;
物理实验教学示范中心
二级物理实验2
五.主要仪器使用方法
1.十一线电位差计
物理实验教学示范中心
十一线电位差计由10段固定长度为1米的金属丝（仪器左边）和一段长度 可调的金属丝（全长为1米）组成（仪器右边）。仪器的俯视图和原理图如上 图所示，电位差计长度的读法为整数部分读仪器左边（金属丝接到电路中几 段就读几），小数部分读右边表盘。（线圈与线圈间高电阻率的粗导线其值 忽略不计。A/B为固定端，C/D活动端调节实际接入电路的线圈长度。）精确 度0.001m，知道L就能知道R，所以这是个一直电阻大小的Rx。
2.选用所给仪器，利用补偿原理测量待测电池的内阻，要求设计 并画出测量电路图，然后自拟测量表达式完成测量，测量3次 (平均值保留1-2有效数字)。 只能用补偿原理进行测量，用其它方法测得的不 得分，且测电池内阻时，测量表达式不允许出现 电动势的值。
二级物理实验2
四.实验原理简述
在下图中，如果通过调节电源En电动 势的大小，使得检流计G的示数为0， 则电路处于补偿状态且En=Ex，若已 知En电动势的大小，则可确定待测电 池Ex的电动势。利用这种方法去测待 测电动势的方法叫补偿法，补偿法除 了可测量待测电池的电动势之外，还 可用来测量待测电池的内阻等其它物 理量。
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。
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。
补偿法测电动势
补偿法测电动势
补偿法是一种测量电动势的方法，其基本思路是通过将未知电动势与已知电动势进行相互补偿，从而得到未知电动势的数值。
以下是补偿法测电动势的具体步骤：
1. 连接电路：如图连接电路。
2. 补偿状态：闭合开关K1，将开关K2上接标准电池ES，调节R1、R2使检流计G的指针为零，即达到补偿状态。
3. 测量电动势：将K2下接待测电池Ex。
保持电流I0不变，同时加减或减加R1、R2的电阻值，使检流计G再次为零，此时的R1即为补偿电阻。
4. 计算电动势：根据公式，计算出电池电动势Ex。
采用补偿法测量电动势，需要保证电流I0不变，同时要准确调节补偿电阻，以确保测量结果的准确性。
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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）。
移动滑点C，使
I0R AC=E x
即检流计指零，则
E x=I0R AC=(E N/R N)X R AC
由转盘的位置（即滑点C的位置）指示R AC的电压值。
在测量过程中，为了避免工作电源E不稳定所造成的影响，在每次测量前必须用上述标准电路校准工作电流。
[仪器介绍]
图5-2 UJ31型电位差计面板图
UJ31型直流电位差计就是根据上述原理设计的，它是一种低电动势直流电位差计，面板如图5-2所示。
各端钮、旋钮及读数盘的用法说明如下：
（1）接线端有5组，分别接标准电池（“标准”端钮）、检流计（“检流计”端钮）、电位差计工作电源（“5.7-6.4V）以及待测电压（“未知1”、“未知2”端钮）。
两组未知端钮可相继测量两个未知电动势（或电压）。
（2）由于标准电池的电动势随温度有微小变化，为了保证电位差计中有固定的工作电流，在实验时，电阻R N的数值必须随当时温度作相应的改变，在图5-2所示中，即以R S旋钮来代替R N调节，R S周围刻有标准电池不同的电动势值，范围为1.0176-1.0198V，根据公式5-1的值调节R S至相应的位置。
（3）可变电阻“粗”、“中”、“细”（即R t）用来调节辅助电路的工作电流。
（4）电阻RAB上AC间的电压是由3个读数转盘（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的示值读得的，即当测量电路中RAC两端的电压与待测电动势补偿时，3个读数盘上所指示
的读数之和即为待测电动势或电位差；第三读数盘（Ⅲ）旁装有游标A，以提高读数精度。
（5）量程转换旋钮K1是用来改变测量回路中电流的，当K1指在“X1”时，测量范围为0-171mV，分度值为10μV（游标可指示到1μV）；K1尚可位于“X1”与“X10”的中间“断”位，即断去工作电流。
（6）3个按钮开关表示“粗”、“细”、“短路”，当按下时检流计回路接通。
不论校准或测量，在开始时均应按“粗”键，这时检流计串接1只保护电阻，以防止电路不平衡时流经检流计（或标准电池）的电流过大；当电路接近平衡时，则用“细”按钮，此时无保护电阻，可增加检测的灵敏度。
如电路断开时，检流计光标在零两边不停地晃动，可在光标经过零点时按下“短路”按钮（即为阻尼开关），使它停止晃动。
[实验步骤]
1.连接线路
（1）用下列公式计算出标准电池在室温下的电动势E，然后把温度补偿盘R S旋至对应位置。
Et≈E20-[4×10-5×（t-20)+10-6×(t-20)×2] V
式中：E20为室内温度在20℃时的标准电动势值为1.0186V，t为使用时的实际温度（℃）。
（2）把转换开关K1置于“×1”位置，测量选择开关K2置于“断”的位置。
（3）把标准电池、电源、检流计连接仪器对应的位置上（直流稳压电源调节到6V，检流计置于“×1”档的位置），注意正负极性一致，切忌短路。
2.调节工作电流（校准）
（1）把测量选择开关K2置于“标准”位置。
（2）依次调节R v1、R v2、R v3，使检流计为零（按钮开关不论校准或测量，在开始时均先按“粗”键，待检流计为零时，再按“细”键，待检流计再次为零时，即调节完毕）。
（3）依次调节Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，使检流计指示为零。
（4）在热水的温度下断降低的过程中，始终保持测量电路处于补偿状态。
当温度差（等于热水温度）有一定的间隔时，从测量盘上读出温差电动势的值，记在表中。
[实验记录]
温差(℃)
温差电动势(mV)
以温度差为横座标，温差电动势 为纵座标绘制“温差-电动势”曲线。
误差分析：
电位差计测量电动势（或电位差）的误差可分为两部分：
（1）电位差计的基本误差。
温度在15-25℃时仪器的允许基本误差为
|Δ|≤α%U x+b
式中α为准确度级别，U x为测量盘示值（V），b为常数，其值与量程、准确度级别有关。
本实验用UJ31型电位差计的α=0.05，b=1.3X10-6（X10档），b=1.3X10-7（X1档）。
（2）由于人眼无法判断检流计光标位置变化小1/10格时所引起的误差。
此项误差可由电位差计的调节灵敏度求出。
[注意事项]
1.测量时，必须先接通辅助电路。
断开时应先断开补偿电路，再断开辅助电路。
开关K2在使用时应采用跃接法，因为标准电池使用时只允许短时间通过几微安电流。
2.标准电池和待测电池的正负极度一定不能接错。
3.测量时EN和Ex分两次补偿，非同时比较，必须满足I0不变的条件。
所以在测量时两次时间间隔要尽量短，调零动作要快，指针指零后应马上打开测量开关。
[预习思考题]
（1）电位差计有哪几个回路？其作用如何？
（2）电位差计如何把电流校准到准确值的？
（3）测量时，是先接通辅助回路还是补偿回路？为什么？测量完毕其关断回路的顺序又将如何？
（4）在校准工作电流时，如果发现调节R t时检流计总是往一边偏转，无法调到平衡位置，试分析在实际接线中可能存在着的错误和隐患。