大学物理实验(上)：用电位差计测电池电动势

图中电阻ab为电位差计
内部的已知标准电阻，只要
工作电源的电动势E大于标
b
准电池的电动势E0，滑动d 点就可以找到使得检流计G
无电流的平衡点，此时ad段
的电位即为E0。该过程称为 “校准”。
设ad段电阻为r1，则有： E0 I r1
工作电源E
工作电源E
a
b
d
G
标准电池 E0
a
b
d
G
待测电池E x
实物接线图
（2）校准电位差计
将A盘转到1.0，B盘转到 0.0186处。合上K1，打开K3， 将K2倒向E0方向。调节Rp并 用跃接法通断按键K4使G的 指针基本为零。
合上K3，细调Rp，使G中电流确切为零。
（3）测量EX
保持Rp不变。将K2倒向待测电池Ex一侧，
断开K3，将B盘转到0 ，旋转A盘找到按下K4时 使G的指针左右偏转的相邻档位并将A盘读数 定在较小档位。调整B盘读数使G基本指零， 再合上K3，细调B盘读数使G指针确切为零。记 录下此时A、B盘读数。
用电位差计测电池电动势
一、基本原理
测量电池的电动势Ex时，通常不能直接用电压 表。若将电压表直接并联在待测电源两端，则只能
测得电池的端电压
U Ex Ir
Ex
I
r
V
只有当I＝0时，电池两端 的电压才等于电动势Ex。 这就需要用补偿法。
电位差计是用比较法测量电位差的仪器。
工作电源E
a d
G
标准电池 E0
设C插入m线的孔时G左偏，插入n线的孔时 G右偏且m＞n，则有：
mU 0 Ex nU0
将C端插入n线对应的孔，滑动D使G中电流基 本为零。再合上K3，细调D。使G中电流确切为零。 读出此时的CD两点距离LC’D’，则
Ex U 0 LC'D'
2、用301型箱式电位差计测一号电池的电动势
(1) 按P134图3-54接好线路
回路。由检流计、标准电 池 E0 （或待测电池 Ex ) 和Rcd（或Rcd’）构成的回 路，称为补偿回路。
待测电池 E x
接线过程中，应先接工作回路，再接
补偿回路。注意各电源的极性，不要接错。
1.用滑线式电位差计测一号电池的电动势
(1) 按P133图3-52接好线路
实物接线图
（2）校准电位差计
C、D端接在何处？取决于校准要求。现标准 电池E0＝1.0186V，而电阻丝的电阻是均匀的，可 以选定电阻丝单位长度电压降U0＝0.20000V/m。 （即取校准电流I0为某特定值）则接入标准电池 后，欲使得检流计中无电流，有LCD＝5.0930m。
待测电源电动势Ex＝A＋B（V）
注意：测量完毕，应先断开补偿回路，后断开工 作回路。
标准电池
待测电池
1、 先
接工作回路；
2、再接 补偿回路。
返回
1、先接“电池”端口对应的工作回路；
2、再接“未知”端口对应的补偿（或
Leabharlann Baidu
测试）回路。
＋
返回
＋＋ ＋
＋
将标准电池换为待测电池Ex，保持电流I不变， 重新移动d点到d’，使G仍为零，设此时ad’段的电 阻为r2，则有：
Ex I r2
从而，待测电池的电动势：
Ex
r2 r1
E0
二、实验过程：
先看实验电路
工作电源E
Rp
a
c
b
d G
标准电池 E0
由电源 E 、补偿电阻 Rp和标准电阻Rab 串联而 成的闭合回路，称为工作
选定C的插孔位置并移动D，使得LCD＝5.0930m。 闭合K1，将K2倒向标准电池E0一侧，断开K3，通过调 节Rp（用跃接法按D键），使G的指针基本指零；此为 粗调。
合上K3，再细调Rp，使G确切指零。校准完成。 注意：此后Rp的值不可变动，即保持I0恒定。
（3）测量待测电池的电动势Ex
将K2倒向待测电池Ex一侧，断开K3，利用插 头C端找出使G指针左右偏转的2个相邻插孔，估 计出Ex的大小。