实验十二 用电位差计测量电动势
实验十二用线式电位差计测电池电动势
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检流计
电键
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11线电位差计
实验十二 用线式电位差计测电池电动势
• 【实验原理】补偿原理
•
1．当 侧）。
Ex > VCD
时，G 中有自右向左流动的电流（指针指向一
•
2．当 一侧）。
Ex < VCD
时，G 中有自左向右流动的电流（指针指向另
• 3．当 Ex = VCD 时，G 中无电流，指针不偏转。
*
计 G 中指针无偏转，记下此时电阻丝的长度 LS . • 5．稍稍改变一下 Rn 的阻值，重复实验步骤 3、4 . • 6．重复步骤 5，测出八组 Lx、LS 值。
*
实验十二 用线式电位差计测电池电动势
• 【预习思考题】 • 1．为什么要用 11 米长的电阻丝绕在木板上，用 1 米长的电阻丝
可不可以？结果如何？ • 2．如何根据检流计指针的偏转情况，来断定在本实验中能够实现
• 【实验内容】 • 续按3下．滑将动K接2 倒头向DE，x ，直改到变 G插 中头的C指的针位不置偏，转并。同去时掉移保动护电D 阻，且R（断
合 此上时电C、键DK之3）间，的再电次阻微丝调长D度的L位x .置，使 G 中的指针无偏转。记下 • 开 下滑K43动．）接保，头持将DKRn2，不倒使变向检（E流S保，计持改 G主变 无回插偏路头转中C，工，后作按细电键调流（D不合的变上位）置，K3，先）并粗，断调使续（检按断流
实验十二用线式电位差 计测电池电动势
2020/8/24
实验十二 用线式电位差计测电池电动势
• 【实验目的】 • 1．测量电动势。 • 2．掌握电位差计工作原理和结构特点。 • 3．学会用补偿法测量物理量。
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篇一：十一线电位差计测电动势(实验报告)大学物理实验报告实验名称电位差计测量电动势实验日期实验人员【实验目的】1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计；2. 理解电位差计的工作原理——补偿原理；3. 掌握线式电位差计测量电池电动势的方法；4. 熟悉指针式检流计的使用方法。
【实验仪器】11线板式电位差计、检流计、标准电池、待测电池、稳压电源、单刀双掷开关、保护电路组【实验原理】电源的电动势在数值上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。
如果直接用电压表测量电源电动势，其实测量结果是端电压，不是电动势。
因为将电压表并联到电源两端，就有电流I通过电源的内部。
由于电源有内阻r0，在电源内部不可避免地存在电位降Ir0，因而电压表的指示值只是电源的端电压（U=E-Ir0）的大小，它小于电动势。
显然，为了等于其电动势E。
1. 补偿原理?? 如图1所示，把电动势分别为ES 、EX和检流计G 联成闭合回路。
当ES EX时，检流计指针偏向另一边。
只有当ES = EX时，回路中才没有电流，此时I＝0 ，检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。
反过来说，若I＝0 ，则ES = EX。
能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流I为零。
此时，电源的端电压U才图1 补偿电路2. 十一线电位差计的工作原理如图2所示，AB为一根粗细均匀的电阻丝共长11米，它与直流电源组成的回路称作工作回路，由它提供稳定的工作电流I0；由待测电源EX、检流计G、电阻丝CD构成的回路称为测量回路;由标准电源ES、检流计G、电阻丝CD 构成的回路称为定标（或校准）回路。
调节总电流I0的变化可以改变电阻丝AB单位长度上电位差U0的大小。
C、D为AB上的两个活动接触点，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（或电动势补偿）。
—第 1 页共 3 页—图2 电位差计原理图1) 预设当直流电源接通，K2既不与ES接通、又不与EX接通时，流过AB的电流I0和CD两端的电压分别为I0?ER?RAB（1）UCD?UC?UD?检流计G。
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不同金属电极与标准氢电极的电位差，进而计算出各金属电极的电动势，并了解电动势与金属活动性的关系。
实验仪器，电位差计、标准氢电极、各种金属电极、盐桥、导线等。
实验原理，电动势是指电池正负极之间的电势差，是电池产生电流的动力来源。
通过将标准氢电极作为参比电极，可以测量其他金属电极与标准氢电极之间的电位差，从而计算出各金属的电动势。
实验步骤：1. 将标准氢电极和待测金属电极分别连接到电位差计的两个输入端口上；2. 用盐桥连接两个电极的电解质溶液，保证电解质溶液能够在两个电极之间传递离子，维持电解质的电中性；3. 打开电位差计，记录下标准氢电极和各金属电极之间的电位差；4. 重复以上步骤，测量其他金属电极与标准氢电极之间的电位差。
实验数据处理：根据测得的电位差数据，利用Nernst方程计算出各金属电极的电动势。
Nernst方程为，E=E°+0.0592/nlog([C]/[A])，其中E为电动势，E°为标准电动势，n为电子转移数，[C]和[A]分别为还原态和氧化态的离子浓度。
实验结果：通过实验测得不同金属电极与标准氢电极之间的电位差数据如下：金属电极电位差（V）。
铜电极 0.34。
锌电极 -0.76。
铝电极 -1.66。
铅电极 -0.13。
银电极 0.80。
根据Nernst方程计算出各金属电极的电动势如下：金属电极电动势（V）。
铜电极 0.34。
锌电极 -0.76。
铝电极 -1.66。
铅电极 -0.13。
银电极 0.80。
实验结论：根据实验结果可知，不同金属电极的电动势呈现出不同的特点，与金属的活动性有关。
活动性系列中，电动势较负的金属在活动性系列中较上位，反之亦然。
通过本次实验，我们深入了解了电动势与金属活动性之间的关系。
实验总结：本次实验通过用电位差计测量电动势，了解了电动势的概念、测量方法和与金属活动性的关系。
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，探究电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。
实验仪器，电位差计、电池、外部电阻、导线等。
实验原理，电动势是电池正负极之间的电势差，它与电池内部电阻和外部电阻有关。
当电池内部电阻增加时，电动势会减小；当外部电阻增加时，电动势也会减小。
实验步骤：1. 将电池、电位差计、外部电阻和导线连接起来，组成电路。
2. 调节电位差计，使其显示为零。
3. 测量电池的电动势，记录下数据。
4. 在电路中增加外部电阻，再次测量电动势，记录下数据。
5. 在电路中增加电池内部电阻，再次测量电动势，记录下数据。
实验数据处理：根据实验数据，我们可以画出电动势随外部电阻和内部电阻变化的曲线图。
通过分析曲线图，我们可以得出电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。
实验结果表明，电动势随着电池内部电阻和外部电阻的增加而减小。
实验结论：1. 电动势与电池内部电阻和外部电阻有关。
2. 电动势随着电池内部电阻和外部电阻的增加而减小。
实验思考：通过本次实验，我们深入了解了电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。
这对于我们理解电路中的电动势变化有着重要的意义，也为我们今后的学习和研究提供了有益的经验。
实验改进：在今后的实验中，我们可以尝试使用不同类型的电池和外部电阻，以及改变电路连接方式，来进一步探究电动势的变化规律，从而更加全面地理解电动势与电路中各种元件的关系。
总结：通过本次实验，我们对电动势的测量有了更深入的了解，同时也学到了实验中的数据处理和分析方法。
这将对我们今后的学习和科研工作有着积极的促进作用。
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一、实验目的1、掌握电位差计的工作原理和使用方法。
2、学会用电位差计测量电动势。
3、理解补偿法测量电动势的优点。
二、实验原理电位差计是一种利用补偿原理来精确测量电动势的仪器。
补偿法的原理是：在一个包含电源和电阻的回路中，如果能找到一个与待测电动势大小相等、方向相反的电动势，使得回路中电流为零，那么这个与待测电动势相抵消的电动势就等于待测电动势。
电位差计由工作电源、标准电池、测量电路和检流计等部分组成。
通过调节测量电路中的电阻，使检流计指针指零，此时测量电路中的电阻值与标准电池的电动势对应。
然后将待测电动势接入测量电路，再次调节电阻，使检流计指零，此时测量电路中的电阻值与待测电动势相对应。
根据电阻值的比例关系，就可以计算出待测电动势的值。
三、实验仪器1、电位差计2、标准电池3、检流计4、待测电池5、电阻箱6、导线若干四、实验步骤1、连接电路按照实验电路图，正确连接电位差计、标准电池、检流计、待测电池和电阻箱等仪器，确保连接牢固，接触良好。
2、校准电位差计（1）将电位差计的转换开关置于“标准”位置。
（2）调节电阻箱，使检流计指针指零。
此时电阻箱的读数即为标准电池的电动势对应的电阻值。
3、测量待测电动势（1）将电位差计的转换开关置于“未知”位置。
（2）将待测电池接入电路。
（3）调节电阻箱，使检流计指针再次指零。
记录此时电阻箱的读数。
4、重复测量重复步骤 3，进行多次测量，取平均值以减小误差。
5、整理仪器实验结束后，关闭电源，整理好仪器和导线。
五、实验数据及处理1、实验数据记录｜测量次数|电阻箱读数（Ω）｜待测电动势（V）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|2、数据处理计算每次测量的待测电动势值，然后求平均值。
平均值＝（待测电动势 1 ＋待测电动势 2 ＋待测电动势 3）／ 3六、误差分析1、仪器误差电位差计、检流计等仪器本身存在一定的精度限制，可能会导致测量误差。
电位差计测量电动势实验报告(共12页)
电位差计测量电动势实验报告篇一：用电位差计测电动势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FB322电位差计实验仪、FB325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1所示，设E0为一连续可调的标准电源电动势（电压），而EX为待测电动势，调节E0的大小使检流计G示零，即回路中电流I?0，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EX?E0。
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，EX 为待测电动势，EN为标准电池。
可调稳压电源E、与长度为L的电阻丝AB为一串联电路，工作电流IP在电阻丝AB上产生电位差。
触点D,C可在电阻丝上任意移动，因此可得到相应改变的电位差UDC 。
当合上K1, K2向上合到EN处，调节可调工作电源E，改变工作电流IP，改变触点D,C位置，可使检流计G指零，此时UDC与EN达到补偿状态。
则：EN?UDC1?IP?r0?LDC?u0?LS（1）式中r0为单位长度电阻丝的电阻，LS为电阻丝DC段的长度，u0为单位长度电阻丝上的电压，称为校正系数。
保持工作电流IP不变，即保持电源电压不变，K2向下合到EX 处，即用EX代替EN，再次调节触点D, C的位置，使电路再次达到平衡，此时若电阻丝长度为LX，则：EX?IP?ro?LX?ENLSLX?u0?LX （2）即可测出待测电源电动势。
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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 s
x
s
x 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。
可见电位差计测量的结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻（或均匀电阻丝）以及高灵敏度的检流计，测量准确度可达到0.01%或更高。
【实验仪器】
十一线电位差计，学生型电位差计，标准电池，待测电池，直流稳压电源检流计，可变电阻等。
1. 十一线式电位差计
十一线式电位差计具有结构简单、直观、便于分析讨论等优点，其结构如图4-14-2所示。
电阻丝AB 长5.5m ，往复绕在有机玻璃板的11个接线插柱上，每相邻两个接线柱间电阻丝有效长度为0.5m 。
插头C 可连接在0,1……10中任一个位置。
电阻丝BO 旁边附有带毫米刻度的米尺，触头D 在它上面滑动。
CD 间的电阻丝长度可在0 5.5m 间连续变化。
n R 为可变电阻箱，用来调节工作电流。
转换开关K 2用来选择接通标准电池s E 或待测电池
x E 。
滑线变阻器R 滑是用来保护标准电池
和检流计的，在电位差计未处于补偿状态时，必须调到最大，在电位差计处于补偿状态进行读数时，应调到最小，以提高测
量的灵敏度。
2. 学生型电位差计
箱式电位差计是利用补偿法测电位差原理做成的仪器，有多种型号，学生型电位差计是其中的一种，其结构如图4-14-3所示。
1）该电位差计可以测量01.6000V 及016.000mV 的电位差，并可用来校准电流表、电压表等。
2）工作电源用2.0 6.0V 。
3）测01.6000V 的电位差时，工作
电源接在“×1”档，而测0~16.000mV 电位差时，先将工作电源接在“×1”档，调节工作电流
图4-14-2
图4-14-3
实验4—14 电位差计测电动势 115
标准化，然后将工作电源接到“×0.01”档测定x E 。
使用任何一种电位差计，都必须先借助于标准电池来校准工作电流，然后才能用来测量待测电动势或电位差。
【实验内容与步骤】
1. 用十一线电位差计测电池电动势
1）按图4-14-2连接电路时应断开所有的开关，特别注意工作电源与标准电池和待测电池的正、负极相对应。
2）校准电位差计。
调节C 、D 两活动接头，使C 、D 长度为s L =2.2000m ，然后接通K 1，将K 2合向s E ，调节可变电阻箱n R ，同时断续按下滑动触头D 和检流计的电计按钮，直到G 的指针不偏转。
然后将滑动变阻器调到最小，再次微调n R 使G 的指针无偏转。
此时电阻丝上每米的电压降为A 伏。
即
A () 1.0186
0.463002.2000
s s E t L =
==V/m 3）测未知电动势。
将滑动变阻器调到最大，固定n R 即保持工作电流不变。
将K 2合向x E ，滑动触头D 移至尺左边O 处，按下触头D ，同时移动接头C ，找出使检流计指针偏转方向改
变的两相邻接线柱，将插头C 在数字较小的接线柱上。
然后向右移动触头D ，直到G 的指针不偏转。
然后将滑动变阻器调到最小，再次微调触头D 使G 的指针无偏转,记下CD 间电阻丝的长度x L 。
重复这一步骤，求出x L 的平均值L x ，于是E x =A L x （V ）。
2. 用学生型电位差计测电动势
1）按图4-14-3连接电路时应断开所有的开关，特别注意工作电源、标准电池和待测电池的正负极相对应。
2）校准电位差计。
若室温下标准电池的电动势s E =1.0186V ，则将电位差计两个调节旋钮（C s 、D s ）的读数之和调到1.0186格，接通开关K 1，K 2合向s E ，调节可变电阻箱n R ，直到G 的指针不偏转。
然后将滑动变阻器调到最小，再次微调n R 使G 的指针不偏转。
此时，C s D s 之间电阻上的电位差与标准电池的电动势相等，即可求出单位刻度的电位差等于1伏/格。
此时已将电位差计的刻度校准成电压刻度。
3）测未知电动势。
将滑动变阻器调到最大，固定n R 即保持工作电流不变。
将K 2合向x E ，改变电位差计两个调节旋钮的位置，直流G 的指针不偏转。
然后将滑动变阻器调到最小，再次微调旋钮D x 的位置使G 的指针不偏转。
此时两个调节按钮（C x 、D x ）的读数之和即为待测电池的电动势'
x E 。
【实验注意事项及常见故障的排除】
1. 电路中电池极性不能接错。
2. 由于电源的稳定性等原因，测量中要经常调节工作电流I ，即反复定标。
大学物理实验
116 3. 在接通电路时，要先接通工作回路，再接通补偿回路；断电时，先断补偿回路。
使用检流计开关时，要用跃接法。
（想一想，为什么？） 【思考题】
1. 为什么用电位差计可直接测电源的电动势？能否用伏特表测电动势？若可测，写出测量方法。
2. 用电位差计测电动势时，不管定标还是测量，检流计总向一个方向偏转，试分析故障的原因有哪些。
3. 用电位差计测量电动势，为什么先要“定标”？怎样定标？
【附 录】
标准电池
标准电池是一种用来作电动势标准的原电池。
由于内电阻高，在充放电情况下会极化，不能用它来供电。
当温度恒定时，它的电动势稳定。
在不同温度（040℃）时标准电池的电动势()s E t 应按下述公式修正：
66263()(20)39.9410(20)0.92910(20)0.009010(20)s s E t E t t t ---=-⨯--⨯-+⨯-
其中(20)s E 是20℃时标准电池的电动势，其值应根据所用标准电池的型号确定。
使用标准电池时要注意以下几点：
1. 必须在温度波动小的情况下保存，应远离热源，避免太阳光直射。
2. 正负极不能接错，通入或取自标准电池的电流不能大于5
61010--A 。
不允许将两电
极短路连接或用电压表去测量它的电动势。
3. 标准电池内是装有化学物质溶液的玻璃容器，要防止振动和摔坏。
一般不倒置（容器内加了微孔塞片的标准电池可防止因倒置而损坏）。