电位差计测电池的电动势和内阻
用板式电位差计测电池的电动势和内阻的实验研究
的 电路 中可推导 出 ＝ 墨
ｕ ０２
一 、
＋
￣．＿
· Ｒ，从
Ｊｚ．．ｒ－
ｓ
公式中可以看出 与 Ｒ成线性关系，其 中斜率
６一Ｅ 则Ｅ 一彘，截距为ｎ一墨 ，则
Ｒ讷 一詈一Ｒ 。用最小二乘法算出ａ，ｂ值，就可得
到 Ｅ 、Ｒ蚋 的值。
图’ 板式电位差计测电池的电动势和内阻
２ 实验数据
张学华 ，徐思 昀
（１．北华大学 ，吉林 吉林 １３２０１３￣２．吉林市第五 中学 ，吉林 吉林 １３２０１１）
摘 要 ：给 出了用 板式 电位差 计测电池 电动势 和内阻 的原理与方法 ，分析 了如何 选取 电路 中的电
池 Ｅ、标准 电阻 Ｒ 和限流电阻 Ｒ 的取值 ，使实验效果最佳 。运用最小二乘法处理实验数据 ，实验 结果令
４１—４３．
［３］ 陈晋 ，陈新 刚．板式 电势差 计实 验参数 选择 的讨 论 ［Ｊ］．淮北煤 炭师范学院学报 ，２００５，２６（１）：８４—８６．
Ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｍ ｅａｓｕｒｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｍ ｏｔｉｖｅ Ｆｏｒｃｅ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎ ｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｂａｔｔｅｒｙ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｐｌａｔｅ－Ｔｙｐｅ Ｐｏｔｅｎｔｉｏｍ ｅｔｅｒ
ＺＨ ＡＮＧ Ｘｕｅ－ｈｕａ ，Ｘｕ Ｓｉ－ｙｕｎ２
（１．Ｂｅｍｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｌｉｎ １３２０１３；２．Ｔｈｅ Ｆｉｆｔｈ Ｍ ｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏ１ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｃｉｔｙ，Ｊｉｌｉｎ １３２０１１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｍ ｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍ ｅａｓｕｒｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｍ ｏｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｔ— ｔｅｒｙ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｐｌａｔｅ－ｔｙｐｅ ｐｏｔｅｎｔｉｏｍ ｅｔｅｒ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｆｆｅｃｔ，ｈｏｗ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ，ｓｔａｎｄａｒｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｉｍ ｉｔｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔｏｒ Ｒ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．ＥＸ－ ｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌ ｄａｔａ ａｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｓａｔｉｓ— ｌｙｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｔｅ－ｔｙｐｅ ｐｏｔｅｎｔｉｏｍ ｅｔｅｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅ；ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
电池电动势和内阻的测量实验报告
电池的电动势和内阻的的测量摘要 电动势和内阻是干电池的两个基本参数，对其进行精确测量有实际意义，就箱式电位差计测量干电池电动势和内阻的实验设计及精确测量给出了一个解决方案.在用电位差计测干电池的内阻时,关键在于变换电阻的取值,其取值与电流的标准化有关。
关键词 箱式电位差计；干电池；电动势 内阻Abstract:Measure voltage and essential resistance of the battery in the experiment.voltage and essential resistance are two basic parameter of the battery, and measureing them is meaningful.The key to measuring the resistance is numerical value of the resistance.measure the variation of the voltage by changing the resistance,and compute the voltage and essential resistance of the battery.正文普通测量电动势的方法有伏安法、伏阻法、安阻法、等效法等多种方法，伏安法是用电压表直接接至干电池两端时，由于电池的内阻不为零，流经电压表的电流在电池内部产生的内压降，电压表测得不是电池的电动式。
只有当电池的内部没有电流时，电池两端的电压才等于电动式。
无电流通过电池时，电压表示值为零。
因为从原理上不可能用电压表测量干电池的电动式。
所以为了更准确的测量干电池的电动势用电位差计补偿法。
本次试验就采用更为精确的实验方案：箱式电位差计测量干电池的电动式和内阻。
电势差计是一种电势差测量仪器．它的工作原理直观性较强，有一定的测量精度，便于学习和掌握，而且箱式电势差计是测量电势差的专用仪器，使用方便，测量精确度高，稳定性好．本实验讨论箱式电势差计测量电池的电动势和内阻的原理和方法。
用电位差计测量电池电动势
用电位差计测量电池电动势电位差计是一种用于测量电池电动势的精密仪器，其原理是基于电位差与电动势之间的等效关系。
通过测量已知电位差的参考电池与待测电池之间的电位差，可以计算出待测电池的电动势。
以下是使用电位差计测量电池电动势的实验步骤：一、实验准备1.准备实验器材：电位差计、标准电池、待测电池、连接线和开关等。
2.将电位差计接通电源，打开电位差计的开关，调整电位差计的量程和精度，使其处于待测状态。
3.将标准电池与电位差计连接，调整电位差计的参考端，使其与标准电池的电动势相等。
二、实验操作1.将待测电池与电位差计连接，注意正负极的连接方向要正确。
2.调整电位差计的参考端，使其与待测电池的电动势相等。
此时，电位差计显示的数值即为待测电池的电动势。
3.如果待测电池的电动势未知，可以通过多次测量和计算得出电动势的平均值。
例如，可以分别测量多个待测电池的电动势，然后计算平均值作为最终结果。
4.在测量过程中，要注意保持电位差计的清洁和干燥，避免影响测量精度。
同时，要避免将电位差计长时间置于高温或高湿度的环境中，以免对仪器造成损坏。
5.在实验结束后，要将电位差计关闭，断开电源，整理好实验器材。
三、实验注意事项1.在连接电源和电位差计时，要注意电源的正负极和电位差计的参考端与待测端的连接顺序，避免出现连接错误导致仪器损坏的情况。
2.在测量过程中，要注意观察电位差计的量程和精度是否调整正确，以确保测量结果的准确性和可靠性。
3.在多次测量和计算平均值时，要注意排除异常数据，以避免影响最终结果的准确性。
例如，如果某次测量结果与其他结果相差较大，需要重新进行测量或排除异常数据后再进行计算。
4.在实验过程中，要注意保持安静，避免由于震动或电磁干扰影响测量结果。
如果需要移动仪器或更改设置时，要先关闭电位差计的开关，避免由于误操作导致仪器损坏或危险情况的发生。
5.在实验结束后，要注意整理好实验器材，保持实验室的整洁和卫生。
同时，要断开电位差计的电源，以避免由于长时间通电导致仪器损坏或安全事故的发生。
用电位差计测量干电池的电动势与内阻 2
用电位差计测量干电池的电动势与内阻实验目的：1、掌握用电位差计测量电动势（电压）的原理2、测量干电池的电动势与内阻实验仪器：UJ33b 型直流电位差计、干电池、导线、电阻 实验原理：右图所示，1、如图采用补偿法原理，使被测电动势与 标准电动势相比较，从而获得测量结果，即 当I G =0时，E X =E N 。
（指出：原则上这种方法可以测出未知电动 势E x ，但使用可调电源是不切实际的，因此，电位差计是利用分压的方法，使电动势E x 和一个大小可变的、且能准确知道的电位差来达到补偿。
）2、电位差计的工作原理：图中E x 为待测电动势，E 为工作电源，G 为检流计，E N 为标准电池，它能保持稳定的电动势，但随温度而变化。
测量时，先将转换开关 “K ”置于“标准”位置， 调节Rp 使检流计指“0”，则：'YN IR E = （1） 这一步骤的目的是使工作 电流回路中的R x 流过一个标准电流。
保持I 不变，然后将“K ”转换至“未知”位置，调节 Rx 使检流计指“0”，则'XX IR E = （2） 由（1）（2）得：N YXX E R R E ''=其中，E N 是标准电动势（已知），若Rx 、Ry 已知，则可测得待测电池 的电动势Ex 。
由于精密电阻R x 、R N 的准确度很高，标准电池的电动势准确稳定，检流计很灵敏，所用电源稳定，所以E x 的测量精度很高。
此外，当补偿回路达到完全补偿时，回路中无电流，这表明测量时既不从标准电池中，也不从GKRRRp I I 标准 回路待测回路EE X EG E NE XI G测量回路中吸取电流，因此，不改变被测回路的原有状态和电动势的值。
亦可避免回路中导线电阻、标准电池内阻及被测回路等效内阻对测量准确度的影响。
实验步骤：1、测量干电池的电动势：1）将倍率开关从“断”旋至“×10”档，“测量-输出”开关置于“测 量”， 5分钟后，调节“调零”旋钮，使检流计指“0”，被测电动 势按极性接入“未知”端钮。
用直流电位差计测量电源电动势和内阻
3.Ro取值500Ω .注意：测完内阻r应立即打开开
关Kx，否则，容易消耗电池的电能。
4.检流计的保护电阻要从大调到零,直到电流为 零。
C。 RB
0
E＋
B
G Rt
ES
。 。
1。
K
2
Ex
学生型电位差计电路原理
2校为准1:0借mA助.标准电池ES,,使工作回路EPRhBAEP的工作电流
方回此法时路:R。转CD将=换1R0开A1和.关8R6KBΩ指接)到到.调标标节准准R电电P，池池使时电检，动流E势计SG数R指B值D针1C(指1如ES零组1..成01校86准V, 3.测量Ex
出合上Kx时补偿电压Ux与断开Kx时Ex。
r Ex Ux Ex 1 Ro
I
Ux
Ep
。Kp 。
Rp
r2
×1
。 D
RA
0
A
E－
×0.01
r1 B＋
C。 RB
0
E＋
B
G RB
ES
。 。
1。 K
2
Ex
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
r
I
－x
Ro
Kx
+ 实验接线图
三.注意事项
1.测出室温t,计算标准电池的修正电动势ES（t），
RA为150Ω，分15段，每段10Ω; RB为10Ω,分 1所00以段，，R每A盘段每0.110ΩΩ;。电R阻AB上工电作降电流为规0.定1V为，1R0B盘mA每。
一格为1mV，再加上估读一位(0.1mV).电位差计 总量程为1mV～1.6V。
用电位差计测量电池电动势
实验内容】 【实验内容】
…………………….. ..
1.测量两节不同电池的电动势. .测量两节不同电池的电动势. 2.测量两节不同电池的内阻 其测量线路如图4所示, 测量两节不同电池的内阻, 2.测量两节不同电池的内阻,其测量线路如图4所示, 设电源内阻为r,则 设电源内阻为r,则 Vab=IR=E-Ir Vab=IR=E所以有 r,
E − V ab r = R V ab
用电位差计测出E,V 为已知( R=100Ω 可测出. 用电位差计测出E,Vab,若R为已知(如R=100Ω)则r可测出. 注意事项】 【注意事项】
1.测量前,先检查各电源极性接线是否正确,若有误, 1.测量前,先检查各电源极性接线是否正确,若有误, 测量前 则电位差计不能调节到平衡状态. 则电位差计不能调节到平衡状态.即检流计不示零 2.接通电位差计电源开关前 将粗调电阻R 接通电位差计电源开关前, 2.接通电位差计电源开关前,将粗调电阻R旋钮调到中 值附近,以防通过检流计的电流过大.调试时, 值附近,以防通过检流计的电流过大.调试时,采用 跃按法,按键不要按的过猛时间过长, 跃按法,按键不要按的过猛时间过长,以免通过
定流变阻式电位差计的工作原理如图3所示, 定流变阻式电位差计的工作原理如图3所示,由工 工作电源控制开关K1 K1及 作电源E，滑线变阻器R、工作电源控制开关K1及 一均匀电阻Rab组成工作回路, Rab组成工作回路 用于调节Rab 一均匀电阻Rab组成工作回路,其中R用于调节Rab 上电流的大小； 检流计G 开关K2 上电流的大小；由标准电池Es、检流计G在粗调电阻R调节范围内调不到零(总是偏 3.若检流计在粗调电阻R调节范围内调不到零( 若检流计在粗调电阻 向一边), ),应检查电源极性是否接反或工作电路是否 向一边),应检查电源极性是否接反或工作电路是否 断路. 断路. 4.标准电池仅允许通过短时微安级电流 标准电池仅允许通过短时微安级电流, 4.标准电池仅允许通过短时微安级电流,不能用电压 表测量其电动势,更不能当电源使用, 表测量其电动势,更不能当电源使用,仅能作为标准 电压. 电压.
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实验目的，通过用电位差计测量电动势，探究电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。
实验仪器，电位差计、电池、外部电阻、导线等。
实验原理，电动势是电池正负极之间的电势差，它与电池内部电阻和外部电阻有关。
当电池内部电阻增加时，电动势会减小；当外部电阻增加时，电动势也会减小。
实验步骤：1. 将电池、电位差计、外部电阻和导线连接起来，组成电路。
2. 调节电位差计，使其显示为零。
3. 测量电池的电动势，记录下数据。
4. 在电路中增加外部电阻，再次测量电动势，记录下数据。
5. 在电路中增加电池内部电阻，再次测量电动势，记录下数据。
实验数据处理：根据实验数据，我们可以画出电动势随外部电阻和内部电阻变化的曲线图。
通过分析曲线图，我们可以得出电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。
实验结果表明，电动势随着电池内部电阻和外部电阻的增加而减小。
实验结论：1. 电动势与电池内部电阻和外部电阻有关。
2. 电动势随着电池内部电阻和外部电阻的增加而减小。
实验思考：通过本次实验，我们深入了解了电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。
这对于我们理解电路中的电动势变化有着重要的意义，也为我们今后的学习和研究提供了有益的经验。
实验改进：在今后的实验中，我们可以尝试使用不同类型的电池和外部电阻，以及改变电路连接方式，来进一步探究电动势的变化规律，从而更加全面地理解电动势与电路中各种元件的关系。
总结：通过本次实验，我们对电动势的测量有了更深入的了解，同时也学到了实验中的数据处理和分析方法。
这将对我们今后的学习和科研工作有着积极的促进作用。
板式电位差计测电池电动势和内阻
G
EX
图1
电流计的保护
J0407型电流计测量范围-300μA~0~300μA，压降G0为30±3mV，G1为750±75mV 图1电路中，当两比较电动势电压稍有变化，电流计将产生极大偏转，这将直接损 坏电表。
为保护小量程电表，通常给电流表串联一大电阻R（图2），以减小流经电表的电
流，达到保护电表的目的。 操作方法： （1）将保护电阻R调至最大值，调节比较电动势ES ，使电流计G示值为零； （2）减小串联电阻阻值（注意：减小幅度以电流表示值不超过流程为准），调节 比较电动势ES，使电流计示值为零； 重复步骤（2），如此反复进行，直至串联电阻为零时，电流表示值也为零，至此， 有 Ex= ES.
R′
E -U Ex -U lx rE x R R ( 1) I U l
图5. 电位差计测电动势内阻
思考：电阻R′取值对待测电池有何影响？实验中应考虑其取值范围。
【实验内容与步骤】
内容：1）测未知电动势； 2）测电动势内阻
步骤：
I0 K0 A M N
•
•
电路初始设置：E0=0，R0 和R调最大值，
rE R(
(E
x
E xi ) E xi ) 2 n
n
电动势测量误差分析公式：
Ex
(E
x
E l x l s E s 绝对误差： x Ex lx ls Es
E 标准偏差： x Ex
lx
lx
ls
ls
Es
Es
【归纳总结】 1. 实验中运用了哪些实验方法
2. 测量电路中各元件作用及其参数设置分析
•
改变电源E0或电阻R0 （即改变I0 ），重复步骤3~5， 测量5次。
电位差计测量电动势实验报告doc
电位差计测量电动势实验报告篇一：用电位差计测电动势电位差计测量电动势及内阻电位差计是通过与标准电势源的电压进行比较来测定未知电动势的仪器，被广泛地应用在计量和其它精密测量中。
由于电路设计中采用补偿法原理，使被测电路在实际测量时通过的电流强度为零，从而可以达到非常高的测量准确度。
虽然随着科学技术的进步，高内阻、高灵敏度的仪表的不断出现，在许多测量场合都可以由新型仪表逐步取代电位差计的作用，但电位差计这一典型的物理实验仪器，采用的补偿法原理是一种十分可取的实验方法和手段。
实验目的1. 学习和掌握电位差计的补偿原理。
2. 掌握电位差计进行测量未知电动势的基本方法。
3. 学习对实验电路参数的估算、校准及故障排除的方法。
实验仪器FB322电位差计实验仪、FB325型新型十一线电位差计、待测电动势实验原理 1.补偿法原理补偿法是一种准确测量电动势（电压）的有效方法。
如图1所示，设E0为一连续可调的标准电源电动势（电压），而EX为待测电动势，调节E0的大小使检流计G示零，即回路中电流I?0，电路达到平衡补偿状态，此时待测电动势与标准电动势相等，则EX?E0。
这种利用补偿原理测电动势的方法称为补偿法。
2．电位差计原理电位差计就是一种根据补偿法思想设计的测量电动势（电压）的仪器。
十一线电位差计是一种教学型电位差计，如图2所示，EX为待测电动势，EN为标准电池。
可调稳压电源E、与长度为L的电阻丝AB为一串联电路，工作电流IP在电阻丝AB上产生电位差。
触点D,C可在电阻丝上任意移动，因此可得到相应改变的电位差UDC 。
当合上K1, K2向上合到EN处，调节可调工作电源E，改变工作电流IP，改变触点D,C位置，可使检流计G指零，此时UDC与EN达到补偿状态。
则：EN?UDC1?IP?r0?LDC?u0?LS（1）式中r0为单位长度电阻丝的电阻，LS为电阻丝DC段的长度，u0为单位长度电阻丝上的电压，称为校正系数。
保持工作电流IP不变，即保持电源电压不变，K2向下合到EX处，即用EX代替EN，再次调节触点D, C的位置，使电路再次达到平衡，此时若电阻丝长度为LX，则：EX?IP?ro?LX?ENLSLX?u0?LX （2）即可测出待测电源电动势。
十一线电位差计测量电池电动势和内阻以及不确定度的估算
作者： 孙伯耳
作者机构： 陕西长安大学理学院
出版物刊名： 实验教学与仪器
页码： 39-40页
主题词： 不确定度;十一线电位差计;电池电动势;测量结果;内阻;物理实验教学;结构简单;补偿法原理;实验装置;误差
摘要： 在物理实验教学中已推广和采用不确定度的概念,并用不确定度取代误差来评价测量结果。
本文现结合十一线电位差计测量电池电动势和内阻实验,尝试用不确定度来表示测量结果。
十一线电位差计是利用补偿法原理组装的测量电池电动势和内阻的实验装置,它具有结构简单、直观、便于分析和讨论等特点,而且测量结果也比较准确。
所提供的仪器有:。
实验十二用电位差计测量电动势
实验4—14 电位差计测电动势电位差计是精密测量中应用最广的仪器之一，不但用来精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有重要地位。
【实验目的】1.掌握电位差计的工作原理和结构特点。
2.学习用线式电位差计测量电动势。
【实验原理】若将电压表并联到电池两端，就有电流I通过电池内部。
由于电池有内电阻r，在电池内部不可避免地存在电位降落I r，因而电压表的指示值只是电池端电压V E I r的大小。
只有当I =0时，电池两端的电压才等于电动势。
采用补偿法，可以使电池内部没有电流通过，这时测定电池两端的电压即为电池电动势。
如图4-14-1所示，按通 K i后，有电流|通过电阻丝 AB，并在电阻丝上产生电压降I R。
如果再接通K2,可能出现三种情况：1.当E x V CD时，G中有自右向左流动的电流（指针偏向右侧）。
2.当E x V CD时，G中有自左向右流动的电流（指针偏向左侧）。
3.当E x V CD时，G中无电流，指针不偏转。
将这种情形称为电位差计处于补偿状态，或者说待测电路得到了补偿。
在补偿状态时，E x IR CD。
设每单位长度电阻丝的电阻为r0，CD段电阻丝的长度为L x，于是E x Ir 0 L x将保持可变电阻R n及稳压电源E输出电压不变，即保持工作电流I不变，再用一个电动势为E s的标准电池替换图中的E x，适当地将C、D的位置调至C'、D'，同样可使检流计G的指针不偏转，达到补偿状态。
设这时C'D'段电阻丝的长度为L s，则E s IR C'D' Ir0L s 将（4-14-1 ）和（4-14-2）式相比得到(4-14-2)(4-14-1) 图 4-14-1L xE x E s（4-14-3）L s （4-14-3）式表明，待测电池的电动势 E x 可用标准电池的电动势 E s 和在同一工作电流下电 位差计处于补偿状态时测得的 L x 和L s 值来确定。
电池电动势和内阻测量
实验结果与分析：将所测得数据带入关系式可以求出Ex=1.6667 ,rx=99.55，所得Ex=1.6667>1.5可能是试验中误差没有忽略
注意事项：
（1）实验中应选内阻较大的电池，可以用些旧的干电池，但过旧的电池内阻虽然大，可是电动势不稳定，也不易使用。
（2）电路中的电流较大时电池极化现象比较严重，会导致电动势明显下降和内阻明显增大。因此通电时间越短越好，读完数据立即切断电源，要特别注意测量时决不允许负载短路。
参考文献：
[1]田金柱.物理实验研究与设计[M].大连：大连出版社，1998
[2]李学慧.大学物理实验[M].大连：高等教育出版社，2005.136~141
实验题目：电池的电动势和内阻的测量
摘要：R为自变量，U为因变量，不断改变R的值可以得到对应不同的U值，测量10组，可以得到关系式，进而求出 与 的值
关键词
实验目的
1．掌握用电势差计测量电动势的原理；ຫໍສະໝຸດ 2．测量干电池电动势和内阻．
3. 掌握电位差计的使用方法
正文
实验原理：箱式电位计主要用来比较精准的测量电压，然后计算出电池电动势，内阻等未知原件。
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
R/Ω
20000
20500
21000
21500
22000
22500
23000
23500
24000
U/mv
7.8350
7.6512
7.4701
7.3002
7.1344
7.0007
6.8268
6.7002
6.5431
用板式电位差计测量干电池的电动势和内阻
1§2.19 用板式电位差计测量干电池的电动势和内阻目的1．学习电位差计测量电动势的原理. 2．测量干电池的电动势和内阻． 仪器及用具板式电位差计、直流电源、标准电池、待测干电池、检流计、标准电阻箱、开关等. 原理电位差计是一种精确地测量电位差的仪器.电位差计除了测量电动势、电位差之外,可以通过测量电压间接地测量电流、电阻等量.图2.19-1为电位差计的工作原理图, MN 为一根粗细均匀的电阻线,通过它的工作电流由工作电源E 供给,调节限流电阻R P 可以改变工作电流I 0的大小.工作回路由E →K 1→R P →R MN →E 组成.在工作回路中,当恒定的工作电流I 0(I 0称为标准电流)通过R MN 时,改变滑动端A 、B 的位置就可以改变A 、B 间的电位差U AB 的大小, U AB 正比于R MN 中A 、B 间的电阻线的阻值.由于电阻线是均匀的,所以U AB 正比于A 、B 电阻线的长度L .测量回路由A →G →R h →E x →B →A 组成.当开关 K 2接1时可进行标准电流的调节,当K 2接2时可以测量被测干电池E x ,R h 是检流计G 的保护电阻.1．标准电流的调节板式电位差计的电阻线长11米,标准电池E s 在20℃时的电动势E 20=1.01864V ,接通K 1且K 2接1,取AB 长为6米左右(为什么？). 调节R AB 的长度L s 使电位差计平衡,有2．测量干电池电动势E x把开关K 2接2,调节AB 的长度L x 使电位差计平衡,有由(2.19-1)和(2.19-2)式,得3．测量干电池内阻r接通K 3,重新调节AB 的长度xL '使电位差计平衡,有在回路3x x E R K E →→→中,有)119.2(A B0-=R I E s )219.2(A B 0-'=R I E x )319.2(-='=ssx s AB AB x E L L E R R E )419.2(-'=s Sxx E L L U )519.2(-⋅=⋅-=IR r I E U x x图2.19-12实验内容1．按图2.19-1接好电路,注意E s 和E x 的正极必须与R AB 的高电位端相接. 2．接通K 1,R h 取最大值,K 2接1端, R AB 长取一合适的值,调节R p 使检流计指零,减小R h 逐步调节R p ,直到R h 为零时检流计指零,电位差计达到了平衡,读出R AB 的长L S .3．把 K 2接2,R AB 取最大值,调节R AB 的大小逐步减小R h ,直到R h 为零时检流计G 的指示也是零为止,读出AB R '的长L x .4．接通K 3,R h 取最大值,调节R AB 的长度,逐渐减小R h ,直到R h 为零时G 的指示为零,记下R AB 的长xL '. 5．重复实验步聚2、3、4,测3次,计算E x 和r 的平均值.思考题1．调节电位差计为什么要进行电流标准化?2．电位差计调节平衡的过程中,若检流计指针始终向一个方向偏转,其原因可能是什么?)619.2(--=RU U E r xxx。
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实验报告：用电位差计测电动势摘要：本实验使用电位差计测量了电池的电动势。
在实验中，我们使用了三个电池，并且改变了其间的连接方式，测量了不同方式下的电动势。
实验结果表明，不同连接方式会对电池的电动势产生影响，因此需要注意在实际应用中选择合适的连接方式。
引言：电动势是指电池将电能转变为化学能的能力。
通常情况下，电动势的单位是伏特（V）。
在实际应用中，电动势是一个非常重要的物理量，因为它可以决定电池的工作状态，影响电池的使用寿命。
因此，测量电动势是理解和使用电池的基础。
本实验使用了电位差计进行电动势测量。
电位差计是一种非常精确的电压测量仪器，因此可以获得较为准确的测量结果。
在实验中，我们使用了三个相同的电池，并且改变了其间的连接方式，测量了不同连接方式下的电动势。
实验原理：电位差计是一种基于电势差的电压测量仪器。
在电路中，两个电势差为U1、U2的电极之间的电势差可以表示为：U = U2 - U1在电池中，由于化学反应的存在，电极之间会产生电势差。
因此，我们可以使用电位差计来测量电池的电动势。
实验过程：1. 准备三个相同的电池，并将它们连接起来。
2. 使用电位差计将电池的正负极分别连接起来，并记录下测量结果。
3. 将电池的连接方式改为串联，并使用电位差计重新测量电动势。
记录下测量结果。
4. 将电池的连接方式改为并联，并使用电位差计重新测量电动势。
记录下测量结果。
实验结果与分析：本实验使用电位差计测量了三个电池不同连接方式下的电动势。
测量结果如下：电池连接方式电动势（V）电池并联 4.8电池串联 2.4单个电池 1.6从实验结果中可以看出，不同连接方式会对电池的电动势产生影响。
在单个电池的情况下，所测得的电动势为1.6V。
在串联电池的情况下，三个电池的电动势为2.4V。
在并联电池的情况下，三个电池的电动势为4.8V。
这个结果可以用基本电路理论来解释。
当电池串联时，其总电动势等于各电池电动势的代数和。
电位差计测电池的电动势和内阻
电位差计测电池的电动势和内阻IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】课题用线式电位差计测电动势1．了解电势的补偿原理，并理解用电势差计测电动势的基本方法和特点；教学目的 2．掌握电势差计的工作原理和结构特点；3．学会用线式电势差计测量电源电动势。
重难点 1．补偿法的理解；2．电势差计的正确使用。
教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。
学时 3个学时一、前言电势差计是一种精密的电学测量仪器，在精密测量中，电势差计是应用最广的仪器之一，它主要用来测量电动势、电势差和校准电表，还可用于间接地测量电阻、电流和一些非电量（如温度、压力）等，其精度可达%～0. 03%。
用电势差计测电动势，就是将未知电压与电势计上的已知电压相比较。
测量中由于电势差不从被测对象中取用电流，并且应用了标准电池、标准电阻及高灵敏度检流计，因而测量精度高，测量结果可靠。
二、实验仪器直流稳压电源，万用表，线式电势差计，指针式检流计，标准电池，待测电磁，滑线变阻器，电位器，双掷双刀开关，单掷单刀开关，带保护电阻单刀开关，导线。
三、实验原理关键讲清两点：1、补偿法 2、补偿法的实现（一）直接用电压表测量电动势时，得到的是电池两端的路端电压，由于电池有内阻，只要有电流通过，它就会有电压降，所以电压表的示值（端电压）总是小于电源电动势。
（二）补偿法:要消除电池内阻产生的电压降，就必须使流过电池的电流为零，因此要测量未知电动势，原则上按图－1所示电路进行，电势差计就是利用补偿法测电池的电动势。
（三）电势差计工作原理实际使用中，精度高而连续可调的电动势是没有的。
为了实现上述测量，通常采用分压的方法。
电势差计就是根据补偿原理制成的高精度分压装置。
电势差计有多种类型，本实验使用的是线式电势差计，其原理如图－2所示。
电势差计主要由工作回路、校准回路和待测回路三个部分组成。
1．接通1K 后，有电流I 通过电阻丝AB 。
用电位差计测量电动势
4.11 用电位差计测量电动势实验简介用电位差计测电压，是将未知电压与电位差计上的一直流电压相比较。
它不象伏特计那样需要从待测电路中分流，因而不干扰待测电路，测量结果仅仅依赖准确度极高的标准电池、标准电阻和高灵敏度的检流计。
它的准确度可以达到01.0%或更高，是精密测量中应用最广泛的仪器之一。
它不但可以精确地测定电压、电动势、电流和电阻等，还可以用来校准电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的测量中也占有重要的地位。
实验目的1.了解电位差计的结构、工作原理及操作方法；2.学会测量电动势的一种方法。
实验原理一．电位差计的线路原理。
如果要测未知电动势x E ，原则上可按图4.11-1连接电路，其中0E 是可调电压的电源。
调节0E ，使检流计指零，这就表示在回路中两电源（0E 、x E ）的电动势必然是方向相反，大小相等，故数值上有0x E E这时称电路达到补偿，如果 0E 的数值已知，则x E 即可求出。
据此原理构成的测量电动势或电位差的仪器称为电位差计。
可见，构成电位差计需要一个0E ，而且它要满足两个要求：（1）它的大小易于调节，使0E 能够和x E 补偿；（2）它的电压很稳定，并能读出准确的伏特数。
在实际的电位差计中，0E 是通过下面的方法（图4.11-2）得到的：电源E 、限流电阻'R 和精密电阻ab R 串联成一闭合回路，称为辅助回路，当有一恒定的标准电流0I 流过电阻ab R 时，改变ab R 上两滑动头C 、D 的位置，就能改变C 、D 间的电位差cd V 的大小，cd V 正比于电阻ab R 中C 、D 之间那部分的电阻值，由于测量时必须保证0I 恒定不变，所以实际电位差计都根据0I 的大小把阻值转换成电压刻度标在仪器上。
cd V 相当于上面所要求的“0E ”。
测量时把滑动头C 、D 两端的电压cd V 引出与未知电动势x E 进行比较，x x E CDGE 或（''s s E C D GE ）称为补偿回路。
用电位差计测量电池的电动势
３，测量时检流计指针不偏转的原因？ ４，如何重复测量6实验数据？
九、相关知识
用电位差计测量未知电动势（电压），就 是将未知电压与电位差计上的已知电压相 比较，这时被测的未知电压回路无电流， 测量的结果仅仅依赖于准确度极高的标准 电池（具体等级），标准电阻以及高灵敏 度的检流计。电位差计的测量准确度可达 到 0.0001% 。另外，市面上销售的便携式 电位差计。
1．掌握补偿法测电动势的原理和 方法。
2．测量干电池的电动势和内阻。
三、实验原理1，问题的提出： Nhomakorabea若将电压表并联到电池两端（图1）就有电流I通 过电池内部，由于电池有内电阻r，在电池内部不 可避免地存在电位降落I·r，因而电压表的指示 值只是电池两端电压V＝EX－I·r的大小。
显然，只有当I＝0时，电池两端的电压V才 等于电动势EX。
电位差计是精密测量中应用得最广的仪器 之一，不但用来精确测量电动势、电压， 还可以测量所有可以变换为电压的物理量， 如：电流和电阻、温度、压力、位移和速 度等，还可用来校准精密电表和直流电桥 等直读式仪表。在非电参量的电测法中也 占有重要地位。本实验就是利用补偿法的 电位差计测量电阻的阻值。
二、实验目的
用电位差计测量电池的电动势
内容介绍
一，引言 二，实验目的 三，实验原理 四，实验仪器 五，实验步骤 六, 实验数据记录和处理处理 七，注意事项 八，思考题 九，相关知识
一、引言
直流电位差计就是用比较法测量电位差的 一种仪器。它的工作原理与电桥测量电阻 一样，是电位比较法。其中板式电位差计 的原理直观性较强，有一定的测量精度， 便于学习和掌握，而箱式电位差计是测量 电位差的专用仪器，使用方便，测量精度 高，稳定性好。此外，由于许多电学量都 可变为电压的测量，因此电位差计除了电 位测量之外还可测量电流、电阻等其它量。
电位差测量电动势和内阻
电位差测量电动势和内阻电位差测量是一种实验方法，用于测量电动势和内阻。
这种实验方法通常使用电池或其他电子设备中的电源作为参考，并使用电位差计来测量电动势和内阻。
下面将对电位差测量的原理、实验方法和误差分析进行详细阐述。
一、电位差测量的原理电位差测量是一种基于电压比较的测量方法。
在实验中，我们使用一个已知电动势的电源，将其连接到待测电池的正极和负极上。
此时，电位差计将测量两个电极之间的电位差，从而得到电池的电动势。
同时，由于电源和电位差计的内阻是已知的，因此我们可以通过测量电流来计算电池的内阻。
二、实验方法1.准备实验器材：电位差计、电源、待测电池、电阻箱、开关、导线等。
2.将电源和电位差计正确连接，并将电位差计调整到零点。
3.将待测电池连接到电位差计和电源之间，记录电位差计的读数，记为V1。
4.打开开关，使电流通过电池，同时记录电位差计的读数，记为V2。
5.关闭开关，断开电池连接，记录电位差计的读数，记为V3。
6.使用电阻箱测量电源和电位差计的内阻，记为R1和R2。
7.根据测量结果计算电动势和内阻。
三、误差分析1.测量误差：由于实验中使用的仪器设备存在误差，以及人为操作不当等因素，导致测量结果存在误差。
为了减小误差，可以使用精度更高的仪器设备，并进行多次测量求平均值。
2.系统误差：由于实验原理本身存在误差，导致测量结果偏离真实值。
例如，电位差计的零点漂移、电源内阻的变化等因素都会导致系统误差。
为了减小系统误差，可以使用精度更高的仪器设备，并进行校准和修正。
3.环境因素：环境温度、湿度、电磁干扰等因素都会影响实验结果。
为了减小环境因素的影响，可以在稳定的实验室环境中进行实验，并使用抗干扰能力强的仪器设备。
4.电池因素：电池的老化、自放电等因素也会影响实验结果。
为了减小电池因素的影响，可以使用新电池进行实验，并记录电池的使用时间和状态。
四、结论通过电位差测量电动势和内阻是一种有效的实验方法。
在实验过程中，需要注意仪器的精度、环境因素和电池因素的影响。
实验八用电位差计测量电池的电动势和内阻
实验三 用电位差计测量电池的电动势和内阻实验目的1．掌握补偿法测电动势的原理和方法。
2．测量干电池的电动势和内阻。
实验仪器板式电位差计，检流计，滑线变阻器，标准电池，待测电池，标准电阻（电阻箱），直流稳压电源等。
实验原理直流电位差计就是用比较法测量电位差的一种仪器。
它的工作原理与电桥测量电阻一样，是电位比较法。
其中板式电位差计的原理直观性较强，有一定的测量精度，便于学习和掌握，而箱式电位差计是测量电位差的专用仪器，使用方便，测量精度高，稳定性好。
此外，由于许多电学量都可变为电压的测量，因此电位差计除了电位测量之外还可测量电流、电阻等其它量。
本实验讨论板式电位差计。
若将电压表并联到电池两端（图4－8－1）就有电流I通过电池内部，由于电池有内电阻r ，在电池内部不可避免地存在电位降落I ·r ，因而电压表的指示值只是电池两端电压V ＝E X －I ·r 的大小。
显然，只有当I ＝0时，电池两端的电压V 才等于电动势E X 。
怎样才能使电池内部没有电流通过而又能测定电池的电动势E X 呢？这就需要采用补偿法。
如图4－8－2中的ab 为电位差计的已知电阻。
使某一电流I 通过电阻ab ，由于在adE 0a 回路中ad 段的电位差与E 0的方向相反，只要工作电池的电动势E 大于标准电池的电动势E 0，滑动点就可以找到平衡点（G 中无电流时对应的点）此时ad 段的电位即为E 0，因而其它各段的电位差就为已知，然后再用这已知电位差与待测量相比较。
设此时ad 段电阻为r 1，则有10r I E ⋅=（4－8－1）再将E 0换成待测电池E X ，保持工作电流I 不变，重新移动d 点到d ’，G 仍为零。
设此时ad ’ 的电阻为r 2，则有2r I E X ⋅= （4－8－2） 比较上两式得012E r I r I E X ⋅⋅= 即 012X E r r E = （4－8－3） 显见，只要r 2／r 1和E 0为已知，即可求得E X 的值。
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课题用线式电位差计测电动势
1．了解电势的补偿原理，并理解用电势差计测电动势的基本方法和特点；教学目的 2．掌握电势差计的工作原理和结构特点；
3．学会用线式电势差计测量电源电动势。
重难点 1．补偿法的理解；
2．电势差计的正确使用。
教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。
学时 3个学时
一、前言
电势差计是一种精密的电学测量仪器，在精密测量中，电势差计是应用最广的仪
器之一，它主要用来测量电动势、电势差和校准电表，还可用于间接地测量电阻、电
流和一些非电量（如温度、压力）等，其精度可达0.1%～0. 03%。
用电势差计测电动势，就是将未知电压与电势计上的已知电压相比较。
测量中由
于电势差不从被测对象中取用电流，并且应用了标准电池、标准电阻及高灵敏度检流
计，因而测量精度高，测量结果可靠。
二、实验仪器
直流稳压电源，万用表，线式电势差计，指针式检流计，标准电池，待测电磁，
滑线变阻器，电位器，双掷双刀开关，单掷单刀开关，带保护电阻单刀开关，导线。
三、实验原理
关键讲清两点：1、补偿法 2、补偿法的实现
（一）直接用电压表测量电动势时，得到的是电池两端的路端电压，由于电池有
内阻，只要有电流通过，它就会有电压降，所以电压表的示值（端电压）总是小于电
源电动势。
（二）补偿法:要消除电池内阻产生的电压降，就必须使流过电池的电流为零，
因此要测量未知电动势，原则上按图4.8－1所示电路进行，电势差计就是利用补偿
法测电池的电动势。
（三）电势差计工作原理
实际使用中，精度高而连续可调的电动势是没有的。
为了实现上述测量，通常采用分压的方法。
电势差计就是根据补偿原理制成的高精度分压装置。
电势差计有多种类型，本实验使用的是线式电势差计，其原理如图4.8－2所示。
电势差计主要由工作回路、校准回路和待测回路三个部分组成。
1．接通1K 后，有电流I 通过电阻丝AB 。
2．标准化：把2K 拨向标准电池s E ，检流计G 上有可能有电流流过，适当调整C 、D 两点位置，找到合适的C 、D 长度，使G 的指针零偏转，即s CD E U =，此时，电路
处于平衡状态，电阻CD R 上的电压降与标准电池的电动势互为补偿。
如果单位长度电阻丝电阻为0R ，CD 长度为s L ，则有
CD 端的电势差：0s s E IR L =
3．保持电阻n R 不变，即工作电流I 保持不变，把2K 合向待测电池x E ，重新找'C 、'D 位置，使检流计G 再次指零，达到补偿状态。
''C D 长度为x L ，则0x x E IR L =
则有：x x s s
L E E L =⋅ 当s E ，s L ，x L 都已知时，电源电动势x E 可求出。
四、实验内容与步骤
（一）仪器介绍
板式电势差计、标准电池（讲解注意事项以及s E 不同温度对应值）、工作电源（稳压电源，调节电压值不得超过5V ）、待测电池（一节1.5V 电池）、滑线变阻器，电位器、检流计（讲解如何
使用以及保护）、单刀开关
（两个）、双刀双掷开关
（讲解如何接线）。
（二）合理布置仪器
按图4.8－3正确连接
线路，首先连接工作回路，
再接待测回路，最后接校
准回路。
（三）校准电势差计
首先测出始温t ，由表格查出此温下标准电池的电动势值，记录在数据表上，取电阻丝，确定长度s L 为6m ，根据公式/s s M E L =，算出单位长度电阻丝上的电压降。
将万用电表调至2.5V 档，粗测待测电池电动势值'x E ，记录于数据表中，由公式
'
'/x x L E M =,估算出测量x E 电阻丝的大概长度。
其次将1n R （滑线变阻器）、2n R （电位器）调到中间位置，接上工作电源，合上
开关1K ，使工作回路接通，将C 端插入6号接线柱，D 端与0号接线柱密切接触，为使工作回路和标准回路尽快达到补偿状态，先用万用电表直流电压2.5V 档测6号和0号接线柱间电压，调节1n R 使之约为1.02伏。
将检流计锁扣，调至白色圆点处，调节检流计机械零点。
然后进行粗校，粗校时将换向开关2K 合向标准电池，接通校准回路，按下检流计电计钮，调节2n R ，使检流计指针指零。
最后进行细校，将开关3K 合上，使保护电阻R 短路，微调2n R ，使检流计指针再次指零，此时电势差计被校准（即工作电流被校准）。
（四）测量未知电动势
首先粗测，断开开关3K 、2K ，根据估算长度'
x L 确定C 端位置，将开关2K 合向待
测电池，接通待测回路，保持电阻1n R 、2n R 不变，接通检流计，保持D 端位置，并使之与电阻丝点接触，使检流计指针指零（粗测）。
然后细测，合上开关3K ，微调D 端位置，使检流计指针再一次指零，断开开关3K 、2K ,读取所测电阻丝长度x L 。
（五）重复上述两个步骤，一共测五次。
五、数据表格及数据处理
1．数据表格
（1）单次测量
室温7.8()t C = 标准电池电动势 1.0190()s E V =
（2）多次测量
2．计算不确定度
（1）电势差计使用的电阻丝往复绕在11个接线柱上，考虑其缠绕不均，估计每米误差为0.002m ，且误差为均匀分布，则
∆=（i L 为实际使用长度）。
对确定长度
s L ∆= 0.0069()s L U m =∆==
对测量长度
x L 0.002L ∆= 0.0109()x L U m == （2）标准电池在0~40C 范围内的最大误差不超过50V μ，即
)V ⨯'
－5仪＝4.010（。
按正态分布处理，则554.010210()3s E U V --⨯==⨯ （3）合成不确定度（忽略检流计灵敏度不够引起的误差）
（4）测量结果表达式 1.5850.003()x x E E U V =±=±
六、注意事项
1．线路接好后，要仔细检查，确认无误方可接通电源，特别要注意正负极的连接，断开电源时，应先断开校准回路。
2．实验过程中强调保护标准电池和检流计不受损害，标准电池的通电时间不宜过长，通过标准电池和检流计电流都不宜过大。
因此为避免出现过大电流，调试时应掌握先粗后细的原则，先粗测再细测。
3．工作电流标准化以后，1n R 、2n R 不可再改变，否则就必须重新进行校准。
由于工作条件的不稳定，工作电流常偏离标准状态，为此每次测一次数据，必须重新进行一次校准，以减小测量误差。
4. 学会估计及趋势把握，节省时间，不要盲目寻找。
• 5. 调节电势差计D 端时，D 端与电阻丝只作点接触，严禁将D 端按下后左右移动，避免刮伤电阻丝。
七、教学后记
1．本实验要测量的数据较多，实验的实际操作比较繁琐，因而学生感到完成实验有一定难度，因此在授课中强调学生一定要耐心调试。
2．学生对实验原理的具体实施理解不透，因而接线和实际操作中出现错误，例如补偿电阻的估计与插孔的寻找，因此在讲解原理时一定要讲清讲透。
3．学生实验操作中规范性不够，例如保护电阻的接入，标准电池和待测电池正负极的连接，万用电表的读数，有效数字的正确读取等等。
4．实验中要让学生在出现故障时，学会排除故障，并且能够自己动手解决问题，培养学生的动手能力。
5．实验报告填写时，要强调测量结果的标准化表达、不确定度的计算、实验分析以及课后思考题。