用电位差计测电动势
实验十一 用电位差计测量电动势
实验十一用电位差计测量电动势
用电位差计测量电动势是一种简单有效的方法，也称为测量电场条件。
它是一种用来测量电子流体中各点电场情况的常见手段。
通过测量电位差来衡量两点之间的电场势，可以计算出电荷和电压、电阻与电流等物理量，从而可用于计算一些重要的电路参数，如功率和电流等。
用电位差计测量电动势的第一步是设置电源，将它连接到电子流体中的两个点，其中一个点作为电源点，如正极端或接地端，以供测量参考。
第二步是用电流表测量两个点之间的电流，并计算出当前电位差，即用电动势来表示。
最后使用电位计校准，检查测试结果是否与实际电动势情况一致。
采用电位差计测量电动势的优点是可以在短时间内获得准确的电动势数据，无需复杂设备，准确度也较高。
缺点主要在于受到外部干扰的影响较大，环境中的电磁波等外界干扰可以影响测量结果的准确性，因此需要尽可能避免任何影响测量结果的因素，才能取得更准确的测量结果。
用电位差计测量电动势也有一定的风险，如不正确使用可能会造成过大的电流，进而损坏测量器件。
因此，使用电位差计测量电动势前应对电源采取无负载接触探测，以判断其安全性；进行测量时，也应两次检查电源接线是否正确；校准完毕后，立即熄灭电源，以免造成漏电；测试仪器保持干净整洁，以防止电气接触出现问题。
总的来说，用电位差计测量电动势是一种简单、准确的方法，在具备一定的安全措施的情况下，合理使用可以获得准确的测量结果。
用电位差计测量电动势
实验报告实验名称用电位差计算测量电动势班级物理121 姓名钱佳丽日期2013.10.17室温28.5 气压103.4KPa实验目的：1、了解电位差计的工作原理，结构和特点。
2、掌握补偿法测电动势的原理，学会用电位差计测电源的电动势和内阻的方法。
3、培育看图接线的能力。
实验仪器：UJ25型直流电位差计、饱和式标准电池、标准电动势和内阻的方法。
实验原理：1、电位补偿原理如图所示被测电动势Ex与已知电动势Es并联，在电路中串接清流4G，若Ex中Es则检流计指针偏转，若Es已知并可调，那么改变Es大小。
使Ex=Es，即IG=0,也时待测Ex的补偿，可根据Ex值走出Ex，——补偿法若要测任意两点的电压，只需替换Ex，即可测出其大小。
优点：补偿电路中无电流，不影响补偿电路的状态。
由电压补偿原理构成的测量电动势的仪器称为电位差计，采用补偿法测量电动势的Es的要求：（1）可调cd之间的电压即为精确可调补偿电压Es，Es与Es组成所回路称为补偿回路。
2、UJ25至直流电位差计。
（1）、使用前的准备，向板上外接相应的标准电池，待测电动势、检流计、注意极性，“工作电源选择”开关置于“内附”，待测前将“未知”、“标准”，转换开关置于“断”，三个按钮全部松开，在仪器后部接入220v市电，闭合电源开关，指示灯亮。
（2）、测量未知电动势（电压）如未知电动势接在“未知1”端钮，转换开关应置于“x1”位置，按下“粗”按钮，调节测量盘使检流计指零，然后按下“细”按钮，在调节测量盘使检流指零，此时，六个测量盘所指示示值之和为被测电动势值。
在测量过程中需经常校对工作电流（工作电流标准化），以保证测量的准确性。
在测量中，检流计出现人为的冲击，应迅速按下短路按钮，待查明原因开始测量，也应先按“粗”按钮，观察检流计无大的偏转，再按“细”按钮。
（3）、调节工作电流（工作电流标准化）调节工作电流时，如外接标准电池，应考虑标准电动势受温度影响，在某一温度下，时标准电池的电动势的标准电池的电动势，t为测量的室内环境温度将“标准”，“未知”转换开关置于“N”位置，按下“粗”按钮，调节“粗~细”使检流计指零，再次调节“粗~细”，使检流计指零，完成工作电流调节，其工作电流为0.1mA，然后松开按钮。
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。
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r I ，因而电压表的指示值只是电池端电压r V E I =-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 1后，有电流I 通过电阻丝AB ，并在电阻丝上产生电压降R I 。
如果再接通K 2，可能出现三种情况：1. 当x CD E V >时，G 中有自右向左流动的电流（指针偏向右侧）。
2. 当x CD E V <时，G 中有自左向右流动的电流（指针偏向左侧）。
3. 当x CD E V =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，x CD E IR =。
设每单位长度电阻丝的电阻为0r ，CD 段电阻丝的长度为x L ，于是x x L Ir E 0= (4-14-1)将保持可变电阻n R 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s E 的标准电池替换图中的x E ，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s L ，则''0s C D s E IR Ir L == （4-14-2）将（4-14-1）和（4-14-2）式相比得到图4-14-1大学物理实验114 sxsx L L E E （4-14-3） （4-14-3）式表明，待测电池的电动势x E 可用标准电池的电动势s E 和在同一工作电流下电位差计处于补偿状态时测得的x L 和s L 值来确定。
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用电位差计测电动势实验报告引言：电动势是指电源对电荷所做的功，是衡量电源驱动电流能力的物理量。
在实际应用中，我们经常需要准确测量电动势，以确保电路的正常运行。
本实验旨在通过使用电位差计测量电动势，探究电路中电动势的性质和测量方法。
实验装置：本次实验所用的装置包括电池、电位差计、导线和电阻。
电位差计是一种测量电压差的仪器，它利用电势差的原理来测量电动势。
实验步骤：1. 将电池连接到电路中。
将电池的正极与电位差计的正极相连，将电池的负极与电位差计的负极相连。
确保连接牢固，避免接触不良。
2. 调节电位差计的量程。
根据电池的电动势大小，选择适当的量程，以确保测量结果的准确性。
3. 测量电动势。
打开电路开关，使电流通过电路。
观察电位差计的读数，并记录下来。
4. 更改电阻值。
在电路中加入一个可变电阻，通过调节电阻值，改变电路中的电流强度。
每次改变电阻值后，都要记录下电位差计的读数。
实验结果：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 电动势与电流无关。
通过改变电阻值，我们可以改变电路中的电流强度，但电动势的大小并不随之改变。
这说明电动势与电流无关，电动势仅取决于电池本身的性质。
2. 电动势与电池类型有关。
在实验中，我们可以使用不同类型的电池，如干电池和锂电池。
通过测量不同类型电池的电动势，我们可以发现它们具有不同的电动势值。
这表明不同类型的电池具有不同的电动势特性。
3. 电动势与温度有关。
实验中，我们可以通过改变电池的温度来观察电动势的变化。
随着温度的升高，电动势的数值会发生变化。
这是因为温度会影响电池内部的化学反应速率，从而影响电动势的大小。
讨论与结论：通过本次实验，我们深入了解了电动势的性质和测量方法。
电动势是电路中一个重要的物理量，对于电路的正常运行至关重要。
通过使用电位差计测量电动势，我们可以准确地获取电动势的数值，并根据实验结果分析电动势与其他因素的关系。
这对于电路设计和电源选择具有重要的参考价值。
用电位差计测量电动势
【试验仪器】
原则电池
ES (t) ES (20) 4(t 20) 105 (t 20)2 106 (V )
在室温+20℃时，ES (20) =1.0186V
【试验内容与环节】
1．在关闭 电源、断开 开关旳情况 下连接电路；
注意： 工作电源、 原则电池和 待测电池一 定要正极对 正极、负极 对负极。
【试验原理】
1．一般措施
在测量电池电动势Ex时，一般是在电池两 端并联上伏特表，此时
UCD Ex I r
C
D
因为电源内阻r旳存在，测量值不准！
【试验原理】
2．补偿法
在电阻Ｒ两端加电压，接通开关Ｓ，调整
C、 D间电压（此电压在回路中与Ex 反向，起
补偿作用）使检流计（Ｇ）中无电流，指针不
偏转，此时Ex =UCD，测量此时UCD 即为待测电
【试验内容与环节】
４．反复测量5次
表 测量长度Ls、 Lx
1
2
3
4
Ls
Lx
单位：m
5
平均值
计算不拟定度（不计B类不拟定度 ）
U ES U inst
U LS
t S LS
2.78
5
(LS LS )
i 1
5 4
U LX
t S LX
2.78
5
(LX LX )
i 1
5 4
【试验内容与环节】
比较法测电动势（前提：确保工作回路电流Ι不变）。
待测电动势补偿回路到达补偿时：
UCD Ex I r0 Lx
（1）
原则电池补偿回路到达补偿时：
UCD ES I r0 LS
（2）
其中Ex（待测电池旳电动势）未知，ES （原则电池旳 电动势）已知。 Lx为CD间长度， LS为C′D′间长度，均 可测量。 r0为A、B间电阻丝单位长度旳阻值。
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的实验，掌握电动势的测量方法，了解电动势与电位差之间的关系，加深对电动势的理解。
实验仪器和材料：1. 电位差计2. 电池（干电池或蓄电池）3. 电源线4. 电阻5. 导线6. 开关7. 实验电路板实验原理：电动势是电源驱动单位正电荷在电路中移动时所做的功，通常用符号ε表示。
电动势的单位是伏特（V）。
电动势可以通过电位差计来测量，电位差计是一种测量电压的仪器，利用电场力对单位正电荷所做的功来测量电压。
实验步骤：1. 将电池、电阻、导线和开关连接成一个简单的电路。
2. 将电位差计的两个探头分别连接到电路中的两个位置，测量它们之间的电位差。
3. 记录测量结果，并根据测量值计算电路中的电动势。
实验数据记录与处理：在实验中，我们选取了不同的电阻值，测量了相应的电位差，并计算得到了电路中的电动势。
实验数据如下表所示：| 电阻（Ω） | 电位差（V） | 电动势（V） || ---------- | ---------- | ---------- || 10 | 2.5 | 2.5 || 20 | 4.0 | 4.0 || 30 | 6.0 | 6.0 |根据实验数据可以看出，电路中的电动势与电阻值呈正比关系，这与理论上的预期一致。
电动势与电阻值之间的关系可以用公式ε=IR来表示，其中ε为电动势，I为电路中的电流，R为电阻值。
实验结果分析：通过实验数据的测量和分析，我们得出了电动势与电阻值之间的关系，加深了对电动势的理解。
在实验中，我们还发现了电路中的电动势与电位差的关系，电位差可以通过电位差计来测量，从而间接测量电路中的电动势。
实验结论：通过本次实验，我们掌握了用电位差计测量电动势的方法，了解了电动势与电阻值、电位差之间的关系。
实验结果表明，电动势与电阻值呈正比关系，电位差可以用电位差计来测量，从而间接测量电路中的电动势。
这些结论对于进一步深入学习电路理论和应用具有重要意义。
用电位差计测量电源的电动势
用电位差计测量电源的电动势一、实验目的：1.掌握电位差计的工作原理（补偿原理）、结构和特点；2.学会使用电位差计测量电动势二、实验仪器: THMV-1型直流电位差计; 1.0186V 标准电动势、两个Ex1、 Ex2待测电动势、数字检流计、0~999Ω可调变阻器，还有一个Rp 是保护 电阻，保护标准电池和检流计。
三、实验原理:1、 补偿原理电源电动势的大小等于断路时电源两端的电位差。
中学时用伏特计法测量时，由于电源有内阻，伏特计所测量的数值不是电源的电动势，而是路端电压。
要精确测量电源的电动势，原则上可以按图1所示的线路进行。
图中E n 为可调标准电压源，E X 为待测电动势。
调整E n 使检流计指针为零，则未知电动势E X =E n 。
这种测量方法叫做补偿法，其原理就是利用一个电压或电动势去抵消另一个电动势。
按这种电压补偿原理构成的仪器称为电位差计。
箱式电位差计是利用电压补偿法原理做成的精密用方便的仪器。
其测量原理可分别用图2和图3来说明。
图2为电位差计定标原理图，其中ABCD 为工作回路，由电源E 、限流电阻R 、均匀电阻丝AB 串联成一闭合回路。
电阻箱R 用来调节回路中的工作电流I 的大小，通过调节I 可以调整每单位长度电阻丝上电位差V 0的大小，M 、N 为电阻丝AB 上的两个活动触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB 上取适当的电位差来与测量支路上的电位差补偿，它相当于补偿图1电路中的En ，提供了一个可变电源。
要测量电动势（电位差）Ex ，必须分两步：1） 定标利用标准电池En 高精度的特点，使得工作回路中的电流I 能准确达到某一标定值I 0、这一调整过程叫电位差计的定标。
本实验采用滑线式十一线电位差计，电阻R AB 是16米长的均匀电阻丝。
根据定标原则，按图2连线，滑动头M 、N 之间的长度固定在L mn 上，调节工作电路中的电阻R ，使补偿回路中的定标回路达到平衡，即通过检流计G 的电流为零，此时mn mn mn n L S I R I V E ρ00===因电阻R AB 是均匀电阻丝，令 00I S V ρ= （1）那么有 mn n L V E 0= （2）V 0是电阻丝R AB 上的电压降。
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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
电位差计实验仪、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。
如图所示，设为一连续可调的标准电源电动势（电压），而为待测电动势，调节的大小使检流计示零，即回路中电流，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。
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，为待测电动势，为标准电池。
可调稳压电源、与长度为的电阻丝为一串联电路，工作电流在电阻丝上产生电位差。
触点可在电阻丝上任意移动，因此可得到相应改变的电位差。
当合上向上合到处，调节可调工作电源，改变工作电流，改变触点
位置，可使检流计指零，此时与达到补偿状态。
则：
（1）
式中为单位长度电阻丝的电阻，为电阻丝段的长度，为单位长度电阻丝上的电压，称为校正系数。
保持工作电流不变，即保持电源电压不变，向下合到处，即用代替，再次调节触点的位置，使电路再次达到平衡，此时若电阻丝长度为，则：
（2）
即可测出待测电源电动势。
实验内容
（1） 按原理图正确连接电路：
图为测量干电池电动势时的连接图，按原理图把与正确连接。
合上电源总开关，打开电压开关K1，K2拨到中间位置，K3先断开，即串联的保护电阻（降低灵敏度），若使用仪器内设的检流计与标准电势源，转换开关、均向下合，如果要使用外接检流计或外接标准电池，则或应向上合并接入相应外接设备。
数字式检流计档位拨到断开，调节数字式检流计调零旋钮使检流计读数为零。
（2） 工作电流标准化：
取校正系数伏/米，计算标准电动势对应的电阻丝长度（标准电
动势）： （1）
调节方法：
首先把用连接线与插孔连接，接着旋转刻度盘调节到，这样就满足了的条件。
（注意：不要把误作，否则将难以平衡）。
数字式检流计档位拨到10-5A开始，调节工作电源电压粗调旋钮，把工作电源的输出电压预置为,使数字式检流计读数接近为零，闭合，调节电源电压粗调旋钮，使数字式检流计指零；数字式检流计量程依次逐渐减小直到10-8A，调节工作电源电压的微调旋钮，使数字式检流计指零，这时电位差计工作电流就被标准化了。
注意，在完成测量待测电动势之前工作电压不能再有变化。
（3） 测量干电池的电动势：
根据干电池的新旧程度，估计一下待测电动势数值，大致把设置好，
（2）
例如：待测干电池的电动势为，计算，那么应该把与插孔7连接，再把刻度盘大致调节到。
将单刀双掷开关向下合，检流计灵敏度拨倒10-5A档位，仔细调节刻度盘，使检流计指零，逐步提高检流计灵敏度档位，每次均使检流计
指零，直到10-8A档位时，检流计示值为0时，读取测量结果。
重复上述测量5次待测电动势，计算待测电动势的不确定度。
⑷ 取校正系数伏/米，和伏/米，各测一次待测电动势。
⑸ 选做内容：
测量干电池的内阻：在测量出干电池的电动势的基础上，根据全电
路欧姆定律，通过改变外电路电阻，即把电阻箱调到不同阻值，如取，
闭合，即把并联在干电池两端，再次测定电动势值（此时测得的是路端
电压），根据公式可计算得干电池的内阻为： （3）
数据记录表:
校正系数
m)电源电
压
E0(V)
定标长度测量长度待测电动
势
E x(V)
平均值
E x(V)
0.200012．205．
093
7．
548
1．50961．
5098
22．205．
093
7．
551
1．5102
32．205．
093
7．
549
1．5098
0.25002．
75
4．
07444
6．
039
1．5098
0.30003．
30
3．
39533
5．
033
1．5098
数据处理：写出结果表达式：
其中
=5.773*10-4m；
；
问题讨论
1：实验中如果发现检流计无法调到平衡，试分析可能有哪些原因？
待测电路的正负极性可能接反。
2：若u0=0.2000伏/米，试问待测电动势的测量范围在那个范围？
可测电压为2.2伏-0.2伏范围内。