大学物理实验(上)：用电位差计测电池电动势
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。
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。
大学物理实验教案(用电位差计测电池电动势).doc
大学物理实验教案实验项目用电势差计测电池电动势1. 了解补偿法的工作原理；教学H的2. 了解标准电池的作用及使用方法；___________ 3.掌握线式和箱式电位差计的工作原理和使用方法。
假如将一个电动势可以任意调节的电源氏和待测电池瓦按图1所示的线路连接（注意E。
和比要“同向"）。
根据欧姆定律，回路中的电流为式中心、心、&分别为E）、Ex、检流计（G）的内电阻，如果E°H E”,则存0, 检流计（G）的指针将发生偏转。
适当调节电源瓦的数值，使回路里的1=0,即检流计（G）中无电流通过。
那么E。
和Ex —定大小相等，方向相反，此时称电路的电位得到了补偿。
◎+ ^E« -图1在补偿条件下，如果E。
为已知，则&就可以求得。
这种测电动势（或电压）的方法称为补偿法。
据此原理构成的测量电动势（或电压）的仪器叫做电位差计。
可见，构成电位差计一定需要一个E。
，而且要求E。
满足两个条件：（1）大小容易调节，以便能够和Ex补偿；（2）电压稳定，并能准确地读数。
图2所示的是实用电位差计的原理电路。
电源E、限流电阻Rp、标准电阻Rdb串联成一闭合回路，称为工作回路。
工作回路屮的电流1（）叫做工作电流，其大小可以通过调节Rp来控制。
当有稳定的工作电流I。
流过工作回路。
则在电阻Rab上产生0〜Uab（U（lb = /（）心）的电压降。
在Rab上有两个滑动点C、D,改变C、D的位置就能改变C、D间的电位差U CD的大小（Ug = R CD是标准电阻Rab的一部分，其阻值可准确地知道。
若工作电流I。
也能准确知道，那么U CD就起到了图1屮E。
的作用。
因此，用电位差计测量电动势（或电压）时，首先应对电位差计进行校准（把工作电流I。
精确校准到所需要的数值），然后再进行测量。
实验原理图2实验内 压得以补。
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。
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（2）校准电位差计
将A盘转到1.0，B盘转到 0.0186处。合上K1，打开K3， 将K2倒向E0方向。调节Rp并 用跃接法通断按键K4使G的 指针基本为零。
合上K3，细调Rp，使G中电流确切为零。
（3）测量EX
保持Rp不变。将K2倒向待测电池Ex一侧，
断开K3，将B盘转到0 ，旋转A盘找到按下K4时 使G的指针左右偏转的相邻档位并将A盘读数 定在较小档位。调整B盘读数使G基本指零， 再合上K3，细调B盘读数使G指针确切为零。记 录下此时A、B盘读数。
用电位差计测电池电动势
一、基本原理
测量电池的电动势Ex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
测得电池的端电压
U Ex Ir
Ex
I
r
V
只有当I＝0时，电池两端 的电压才等于电动势Ex。 这就需要用补偿法。
电位差计是用比较法测量电位差的仪器。
工作电源E
a d
G
标准电池 E0
选定C的插孔位置并移动D，使得LCD＝5.0930m。 闭合K1，将K2倒向标准电池E0一侧，断开K3，通过调 节Rp（用跃接法按D键），使G的指针基本指零；此为 粗调。
合上K3，再细调Rp，使G确切指零。校准完成。 注意：此后Rp的值不可变动，即保持I0恒定。
（3）测量待测电池的电动势Ex
将K2倒向待测电池Ex一侧，断开K3，利用插 头C端找出使G指针左右偏转的2个相邻插孔，估 计出Ex的大小。
图中电阻ab为电位差计
内部的已知标准电阻，只要
工作电源的电动势E大于标
b
准电池的电动势E0，滑动d 点就可以找到使得检流计G
无电流的平衡点，此时ad段
的电位即为E0。该过程称为 “校准”。
设ad段电阻为r1，则有： E0 I r1
工作电源E
工作电源E
a
b
d
G
标准电池 E0
a
b
d
G
待测电池E x
将标准电池换为待测电池Ex，保持电流I不变， 重新移动d点到d’，使G仍为零，设此时ad’段的电 阻为r2，则有：
Ex I r2
从而，待测电池的电动势：
Ex
r2 r1
E0
二、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ验过程：
先看实验电路
工作电源E
Rp
a
c
b
d G
标准电池 E0
由电源 E 、补偿电阻 Rp和标准电阻Rab 串联而 成的闭合回路，称为工作
回路。由检流计、标准电 池 E0 （或待测电池 Ex ) 和Rcd（或Rcd’）构成的回 路，称为补偿回路。
待测电池 E x
接线过程中，应先接工作回路，再接
补偿回路。注意各电源的极性，不要接错。
1.用滑线式电位差计测一号电池的电动势
(1) 按P133图3-52接好线路
实物接线图
（2）校准电位差计
C、D端接在何处？取决于校准要求。现标准 电池E0＝1.0186V，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U0＝0.20000V/m。 （即取校准电流I0为某特定值）则接入标准电池 后，欲使得检流计中无电流，有LCD＝5.0930m。
设C插入m线的孔时G左偏，插入n线的孔时 G右偏且m＞n，则有：
mU 0 Ex nU0
将C端插入n线对应的孔，滑动D使G中电流基 本为零。再合上K3，细调D。使G中电流确切为零。 读出此时的CD两点距离LC’D’，则
Ex U 0 LC'D'
2、用301型箱式电位差计测一号电池的电动势
(1) 按P134图3-54接好线路
待测电源电动势Ex＝A＋B（V）
注意：测量完毕，应先断开补偿回路，后断开工 作回路。
标准电池
待测电池
1、 先
接工作回路；
2、再接 补偿回路。
返回
1、先接“电池”端口对应的工作回路；
2、再接“未知”端口对应的补偿（或
测试）回路。
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