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1、实验八 用板式电位差计测量电池的电动势和内阻【实验目的】1了解电位差计的工作原理、结构、特点与操作方法。 2掌握用电位差计测电池的电动势的方法。【实验仪器】 板式电位差计、检流计、标准电池、精密电阻箱、滑线变阻器、待测电池、 直流电源、单刀开关、双刀开关、导线若干、标准电阻【实验原理】电位差计就是根据补偿原理制成的。如图8-1所示，两个电源E和E，其中E为可调电源，E为待测电源， ,xx1两个电源正极对正极、负极对负极，回路中串有一个检流4 一计G,调节电源E可以使检流计指针指零。此时 E = E 庄板式电位差计的工作原理如图8-2所示，AB为一根 平粗细均匀的电阻丝（本实验中为11段电阻丝串
2、联而成），十-E为标准电池，r为保护电阻，断开K，接通K，适当直调节R，使回路中电流为I,此时，两触点C、D之间的图；i电压U 二 IkL（8-1）CD CD其中k为单位长度电阻丝的电阻。如果电源连续可调，则原理图8-2中R0可取消, 直接调节电源电压至要求的值（略大于未知电动势和标准电动势中较大值）。然 后将K与E接通，若U丰E，则检流计的指针偏转（不指零），调节触点D或1 s CD sC的位置，直到U二E，检流计指针指零，令此时C、D之间的距离为L，根CD s图 8-2 板式电位差计原理图据补偿条件，我们有IkL二 E（8-2）ss再将K向下与待测电动势E接通， 1x 调节 C、 D 之间
3、的距离，使检流计 指零，令此时C、D间距离为L， x 有IkL = E（8-3）xx（5-2）（ 5-3）两式联立得E = s（8-4）xL为了方便，我们通常取ES/LS为一个预先规定的简单数值，如取0.10000V . m-i或0.20000V m-i。因此，当0合向1时，根据ES和取定的ES/LS值，先确定LS的值，而通过调节R0改变流过电阻丝的电流，使电位差计达到平衡，这种 满足ES/LS为某确定值的调节过程，称为电位差计工作电流标准化的过程。如果 按ES/LS=0.10000V . m-1进行电流标准化调节，则式(8-4)或写成E =0.10000L (V)(8-5)XX可见进行电流标
4、准化调节后，只要测出LX的值,就很容易求得EX的值。图8-3测量电池内阻电位差计直接测量的是电位差，通过测量电位差 也可间接测量电流、电阻等电学量。下面讨论怎样用 电位差计测量电池的内阻。为了测定电池内阻 RX ，必须要电池放出一定的X内电流I，通常情况下RX为常数，因此测量电池内阻的X内实验线路如图8-3所示。根据全电路欧姆定律U=E-IR可知内EI 二 x 和 U 二 IRR + RmnsSX内8-5)EE - U由此可得R = iR R =xmnRx 内 UssUsMNMN【实验内容】1、按图8-4连接电路，接线时需断开所有的开关，并特别注意工作电源E 及标准电池ES和待测电池的正负极，
5、检流计使用指针式检流计。2、电流标准化调节。根据公式Es=E20-39.94(t-20)+0.929(t-2 0)2+0.0090(t-20)3+0.000006(t-20)4x10-6(V),可计算出标准电池在室温 tC下的修正值ES (t)。E20由实验 室给出。根据稳压电源的电压大小， 置C、D间的长度为Ls=5xEs，即 取 ES/LS=0.20000V . m-1，接通 K,把K_合向ES，精细调节RP,使IG=0，即电位差计达到平衡测电流标准化调节内阻1SPG完毕。在调节过程中，首先将rg调至最大值，粗调平衡后，再将rg调至最小 值进行细调。3、测量EX。将牟合向“2”，K2接通，K3断开，即将EX接入电路中，移动 D和C的位置，使检流计的指针指零，即电位差计达到平衡，记下此时C、D间 的距离LX，由式（8-4）求出EX。注意：在此过程中 RP 不能变动！4、测量电池的内阻RX。将牟合向“2”，接通K2、K3。按步骤2,进行电流 标准化调节，然后仿步骤3测UMN。由式（8-5）求出RX。5、误差计算：ES作为常量，ALS及ALX可由读数的最小分度确定。 【思考题】1、调节电位差计平衡的必要条件是什么？2、为什么要进行电流标准化调节？3、在电位差调节过程中，发现无论怎样调节检流计指针始终偏向一个方向，试分析可能是什么原因。
