电位差的使用.doc

电位差计的使用实验目的1. 了解补偿法测量原理；2. 了解电位差计的结构、正确使用电位差计3. 用电位差计测量干电池的电动势和电阻的阻值实验仪器-UJ-36a型箱式电位差计，分压箱，待测干电池，固定 电阻，导线图1补偿原理■在图1的电路中，设耳）是电动势可 调的标准电源，瓦是待测电池的 电动势（或待测电压/）,它们 的正负极相对并接，在回路串联 上一只检流计G,用来检测回路中 有无电流通过设的内阻为& 仗的内阻为根据欧姆定律，回 睹的总电流头J：r0 + rx + Rg + R图2电位差计原理图如果我们调节如使£o和丘西等， 由⑴式可知，此时/=0,甸路无 电流通过，即检流计指针不发生 偏转此时称电路的电位达到补测定电动势或电压的方法就r阻电 讹臟密 大确精 最准H 的能虬 且k 而定— ‘稳池 调持电 可保的 1^8-好一J 在接图2中，由电源E、限流电阻&以及均匀电阻丝构成的回路叫 做工作回路由它提供稳定的工作电流b 并在电阻心D上产生均 匀的电压降。

改变B、C之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与相似的作用为了能够准确读出该电压的 读数，使用一个标准电池进行校准换接开关《倒向端，接为校准回路把B、C固定在适当的位置（如图中的位置），设入标准电池Es，由民、限流电阻伦、检流计G和尺眈构成的回路称Rb^Rs，调节& （即调节/（）），总可以使校准回路的电流为零, 即心上的电压降与比之间的电位差为零，达到补偿由欧姆定律可知：Es —【°Rbc ~ /°傀 即 /（）= ⑵■这一过程叫做电位差计的校准，又称“工作电流的标准化” O测量瓦时，把换接开关投向“2”端，接入待测电池瓦接入待测电池瓦，由瓦、限流电阻心、检流计G和弘©构成了测量回路调节BC之间的距离，总可以找到另一位置BCS使测量回路的电流为零，即Rbc，上的电压降和瓦之间的电位差为零，测量回路达到 补偿设此时Rbc匸Rx，于是有ex=i.rbc=i.rx 可推导出REX=tES (3)以上这种调节补偿的方法，叫做“定流变阻”调节法■ UJ36a型电位差计的工作原理如图3所示图中瓦是待测电动势; Es是标准电池；他是标准电阻；G是检流计■当把开关K掷向皿端时，标准电池民所在回路接通，调节工作 回路中的电阻傀，即改变通过标准电阻他及心〃的电流，直至检 流计G的指针指曇，此时=，0傀■把开关K掷向肋端，待测电动势&所在回路接通，调节电阻心3上 的活动触头C、C1,直至检流计G的指针指零，则Ex =【oR" = Es用电位差计测量电动势（电压）的优点■检流计G只作指零仪器，消除了利用偏转指示所产生的系统误差。

■用伏特计测量电池电动势时，必定有电流流过伏特计，因此伏特 计测得的是电源的端电压，而不是电源的电动势用电位差计测 量时，电位补偿原理决定了测量回路中无电流流过，故测量结果 就是电源的电动势■电位差计在测量时，工作电流厶一经调定就不能再动，因此厶保持 为一常数由（3）式可知电动势的测量误差仅取决于电阻丝和标 准电池的误差只要电阻丝的电阻和标准电池能保证高度准确 （实际上这两者都非常容易作到0.05%的准确度或更高），电位 差计的测量准确度就可以很高，一般不难达到0.05%的准确度 伏特计由于受到制造工艺上的限制，准确度达到0.5%就不容易了, 再提高准确度则更困难实验内容及步骤1 •测量干电池的电动势1) 把电位差计的“倍率开关”旋向X1档，此时电位差计的工作回路 接通，带也流放大器的檢流计的电遞也接通调节“调零”旋钮 可谪整电流故关器關工住点，彳吏底溢计瑋曇2) 把电位差计的“校准、测量开关”扳向“标准”端，调节“即，旋 钮，使检流计指零，完成电位差计的“工作电流标准化” o(3) 将电位差计的“校准、测量开关”扳向“未知”端，调节步进旋 钮和滑线读数盘，使检流计指零则未知电动势心二(步进旋钮读数+滑线盘读数)X倍率干电池电动势X分压箱衰减电压的倍数★仪器介绍dr^ 输岀删富阳大华卿牧表厂X10 X100 X200900KQ 90KQ . 5KQ~W -o-w2KC实验内容及步骤2 •测量干电池的内阻。

■如图(4)所示，开关K合上设电源内阻为八电流为/,干电池 的端电压为仏则+位计U = IR = E-IrE_U实验内容及步骤3 •测量电位差计的灵敏度■按正常的操作步骤测完某个电压后（此时电位差计达到平衡）， 转动滑线盘，使补偿电压读数改变相应检流计的指针会偏 转心格定义si■这就是该电位差计在该实验条件下的灵敏度实验测定s时取 Az?=1.0格，并左、右各做一次取平均■ 一般人眼的能力，在使用了“跃接法”等正确操作方法后， An=0.1格是能觉察的最小偏转格数，与之相应的人饥就是电位差 计能判别的最小电压极限思考题1. 为什么电位差计可以实现高精确度的测量？2. 为什么可以用电位差计测量电源的电动势？3. 电位差计的灵敏度对电压的测量误差有何影响？怎样 提高电位差计的灵敏度？。