用电位差计测量电池电动势.ppt

用电位差计测量电池电动势 【预习要点】了解电位差计的结构特点及补偿法测量电压的工作原理,掌握电位差计的调节步骤和操作方法,熟悉用电位差计测量电池内阻的基本电路.…………。 【实验目的】1.掌握电位差计的工作原理、结构特点和操作方法。 . 2.学会用电位差计测量电池电动势和内阻. 【实验仪器】直流电位差计、检流计、电阻箱、标准电池、直流电源（+3V）、待测电池及导线等。 【实验原理】电压表接至电池两端，如图1所示，电压表显示的是电池的端电压，不是电池的电动势。其原因在于电池内阻不为零，流经电压表的电流在电池内部产生了内压降。只有当电池内部没有电流时，电池两端的电压才等于电动势。但是，无电流通过电池时，电 压表示值为零。因此，从原理上讲不可能用电压表测量电池的电动势。………………………………………………………………… 电位差计的补偿原理: 电位差计是一种利 用补偿原理测量电动势 或电位差的仪器，其基 本原理可用图2所示电路 说明。Ex是待测电动势的电源，E0是可输出电压的电源。调节E0使检流计指针示零，此时电路中两个电源的电动势必然大小相等，这说明待测电池的电动势Ex已经被可调电源E 的输出电压所“补偿”。若已知E0,则可测得Ex。实际应用中E0来自某个经校准的电压，其大小用分压方式调节。 定流变阻式电位差计的工作原理如图3所示,由工作电源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,其中R用于调节Rab上电流的大小；由标准电池Es、检流计G、开关K2 及电阻Rs组成校准回路；由待测电池Ex、检流计G、开关K2及电阻Rx组成测量回路；校准回路与测量回路都属于补偿回路。电位差计的使用包括校准与测量两大步骤 。 …………….. 利用标准电池，通过改变R确定工作电流的过程称为校准。测量必须在校准的工作电流下进行。用标准电池校准时，如图3所示，将K2合向“标准”端，调节R大小，使检流计指针示零，此时校准回路达到补偿状态,有Es=I0Rs.测量时保持工作电流不变（即不再调节R）,将开关K2合向“未知”端，调节电阻RX，使检流计指针示零，此时测量回路达到补偿状态，显然有EX=I0RX 【实验内容】 …………………….. 1.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,设电源内阻为r,则 Vab=IR=E-Ir 所以有 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】 1.测量前,先检查各电源极性接线是否正确,若有误,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旋钮调到中值附近,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,以免通过 大电流烧坏检流计. 3.若检流计在粗调电阻R调节范围内调不到零(总是偏向一边),应检查电源极性是否接反或工作电路是否断路. 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,仅能作为标准电压. * *