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1、 用电位差计测电池电动势用电位差计测电池电动势 黄建敏老师1一、基本原理一、基本原理 电位差计是用比较法测量电位差的仪器。电位差计是用比较法测量电位差的仪器。 测量电池的电动势测量电池的电动势Ex时，通常不能直接用电压时，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测得电池的端电压只有当只有当I0时时，电池两端电池两端的电压才等于电动势的电压才等于电动势Ex。这就需要用补偿法这就需要用补偿法。2 图中电阻图中电阻ab为电位差计内为电位差计内部的已知标准电阻，只要工作部的已知标准电阻，只要工作电源的电动势电源的电动势E
2、大于标准电池大于标准电池的电动势的电动势E0，滑动，滑动d点就可以点就可以找到使得检流计找到使得检流计G无电流的平无电流的平衡点，此时衡点，此时ad段的电位即为段的电位即为E0。该过程称为该过程称为“校准校准”。设设ad段电阻为段电阻为r1，则有：，则有： 将标准电池换为待测电池将标准电池换为待测电池Ex，保持电流，保持电流I不变，不变，重新移动重新移动d点到点到d，使，使G仍为零，设此时仍为零，设此时ad段的段的电阻为电阻为r2，则有：，则有：从而，待测电池的电动势：从而，待测电池的电动势：3二、实验过程：二、实验过程：先看实验电路先看实验电路 由电源由电源 E 、补偿电阻、补偿电阻 Rp和
3、标准电阻和标准电阻Rab 串联而串联而成的闭合回路，称为成的闭合回路，称为工作工作回路回路。由检流计、标准电。由检流计、标准电池池 E0 （或待测电池（或待测电池 Ex ) 和和Rcd（或（或Rcd）构成的回）构成的回路，称为路，称为补偿回路补偿回路。 接线过程中，应先接工作回路，再接接线过程中，应先接工作回路，再接补偿回路。注意各补偿回路。注意各电源的极性电源的极性，不要接错。，不要接错。41.1.用滑线式电位差计测一号电池的电动势用滑线式电位差计测一号电池的电动势 C、D端接在何处？取决于校准要求。现标准端接在何处？取决于校准要求。现标准电池电池E01.0186V，而电阻丝的电阻是均匀的，
4、可，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以选定电阻丝单位长度电压降U00.2000V/m。（即取校准电流（即取校准电流I0为某特定值）则接入标准电池后，为某特定值）则接入标准电池后，欲使得检流计中无电流，有欲使得检流计中无电流，有LCD5.0930m。实物接线图实物接线图5 选定选定C的插孔位置并移动的插孔位置并移动D，使得，使得LCD5.0930m。闭合闭合K1，将，将K2倒向标准电池倒向标准电池E0一侧，断开一侧，断开K3，通过调，通过调节节Rp（用跃接法按（用跃接法按D键），使键），使G的指针基本指零；此为的指针基本指零；此为粗调。粗调。 合上合上K3，再细调，再细调Rp
5、，使使G确切指零。校准完成。确切指零。校准完成。注意：此后注意：此后Rp的值不可变动，即保持的值不可变动，即保持I0恒定。恒定。（3）测量待测电池的电动势）测量待测电池的电动势Ex 将将K2倒向待测电池倒向待测电池Ex一侧，断开一侧，断开K3，利用插，利用插头头C端找出使端找出使G指针左右偏转的指针左右偏转的2个相邻插孔，估个相邻插孔，估计出计出Ex的大小。的大小。6 将将C端插入端插入n线对应的孔，滑动线对应的孔，滑动D使使G中电流基中电流基本为零。再合上本为零。再合上K3，细调，细调D。使。使G中电流确切为零。中电流确切为零。读出此时的读出此时的CD两点距离两点距离LCD，则则 设设C插入
6、插入m线的孔时线的孔时G左偏，插入左偏，插入n线的孔时线的孔时G右偏且右偏且mn，则有：，则有：72、用、用301型箱式电位差计测一号电池的电动势型箱式电位差计测一号电池的电动势 将将A盘转到盘转到1.0，B盘转到盘转到0.0186处。合上处。合上K1，打开，打开K3，将，将K2倒向倒向E0方向。调节方向。调节Rp并用跃接法通断按键并用跃接法通断按键K4使使G的指针基本为零。的指针基本为零。合上合上K3，细调，细调Rp，使，使G中电流确切为零。中电流确切为零。实物接线图实物接线图8 保持保持Rp不变。不变。将将K2倒向待测电池倒向待测电池Ex一侧，一侧，断开断开K3，将，将B盘转到盘转到0 ，
7、旋转，旋转A盘找到按下盘找到按下K4时时使使G的指针左右偏转的相邻档位并将的指针左右偏转的相邻档位并将A盘读数定盘读数定在较小档位。调整在较小档位。调整B盘读数使盘读数使G基本指零，再合基本指零，再合上上K3，细调，细调B盘读数使盘读数使G指针确切为零。记录下指针确切为零。记录下此时此时A、B盘读数。盘读数。待测电源电动势待测电源电动势ExAB（V）注意：测量完毕，应先断开补偿回路，后断开工注意：测量完毕，应先断开补偿回路，后断开工作回路。作回路。9思考：思考：1、如何用电位差计测量某给定电路两端的电位、如何用电位差计测量某给定电路两端的电位差？差？2、如何用电位差计测出电池内阻？、如何用电位差计测出电池内阻？结束 3、标准电池能否作为一般电源用于电路中？、标准电池能否作为一般电源用于电路中？为什么？为什么？10待测电池待测电池标准电池标准电池 1、 先先接工作回路；接工作回路；2、再接、再接补偿回路。补偿回路。返回返回111、先接、先接“电池电池”端口对应的工作回路；端口对应的工作回路；2、再接、再接“未知未知”端口对应的补偿（或端口对应的补偿（或测试）回路。测试）回路。返回返回12
