实验十三电位计原理和应用精品文稿.ppt
实验十三 电位计原理和应用第1页，本讲稿共12页率率=ES/Lab Uab=Lab，其中Lab为ab间电阻丝的长度，可在AB范围内连续调节并可读；标准电池电动势ES已知且很准确，这样便可实现E0准确并可连续调节。实际的测量是先根据待测电压的约值，确定电位计的量程（即UAB），确定的原则是UAB比待测电压Ex稍大且方便计算。由于AB长度已知，实际上实际上确定确定UAB即是确定压降率即是确定压降率。然后由Lab=ES/确定ES的补偿长度LS，在AB上取Lab=LS，调节R1使回路abM2M1电流为零，则则=ES/LS即为确定的即为确定的，这一过程称为校准电位计校准电位计。图二 测量电压EX时，只需将EX接入M1M2取代ES，调节Lab使回路abM2M1电流为零，Lab的长度即为EX的补偿长度LX，则EX=LX。第2页，本讲稿共12页仪器结构及测量方法仪器结构及测量方法 本实验采用11线电位计，其结构和电路如图三。电阻丝AB有11米长，盘绕在木板上两排各五个插孔和一个接线柱上，每段长1米，最后1米下面安装一把米尺，米尺上有可沿尺滑动的扣键b，其刀口（按下即接触电阻丝，松手即断开。）和电阻丝的接触处即为Lab的b端，滑滑动动扣扣键键可可实实现现Lab小小数数部部分分的的调调节节；插头a可插入任何插孔中，该处即为Lab的a端，选择插孔可实现选择插孔可实现Lab的整数部分的调节的整数部分的调节。一、校准电位计 以本实验所测的最大电压甲电池的电动势EX确定电位计的量程。EX标称值为1.5V，新电池最大可达1.65V。根据量程比待测电压稍大且方便计算的原则，确定电位计的量程为2.2V，即=0.2000v/m。按图三，将K2倒向N1，即将ES接入M1M2，形成校准回路。取LS=ES/=1.0186v/0.2000v/m=5.0930m，调节R1使G示零，则=0.2000v/m。图三 第3页，本讲稿共12页 二、测量待测电压 Ex 按图三，将Ex 接入M1M2，将K2倒向N2，形成测量回路。调节ab的位置使G示零，则 Ex=Lx。实验内容与要求实验内容与要求 一、校准电位计 按图三，将K2倒向N1，取LS=5.0930m，调节R1使G示零，则=0.2000v/m。二、测量甲电池电动势EX 按图三，将甲电池接入M1M2，将K2倒向N2，调节ab的位置使G示零，读取EX的补偿长度LX，则EX=LX 。测3次平均。三、测甲电池内阻r、毫安表内阻Rg及满度电流I 由图四，调节R3(电阻箱)使mA表指满刻度（10mA)，用电位计测UAB、UCB 则 UAB=LAB UCB=LCB 回路电流 I=LCB/R3 甲电池内阻 r=(EX-UAB）/I=（LX-LAB）R3/LCB 图四 第4页，本讲稿共12页 mA表内阻 Rg=（UAB-UCB）/I=（LAB-LCB）R3/LCB数据表格及测量结果数据表格及测量结果 LX（m)LAB（m）LCB（m）R3（）甲电池电动势 EX=LX=mA表满度电流 I=LCB/R3=甲电池内阻 r=(LX-LAB）R3/LCB=mA表内阻 Rg=（LAB-LCB）R3/LCB=注：在补偿情况不明时，置保护电阻R2最大，待接近补偿时，置R2为零。第5页，本讲稿共12页实验十三：实验十三：实验十三：实验十三：电位计原理和应用电位计原理和应用电位计原理和应用电位计原理和应用【实验目的【实验目的【实验目的【实验目的】1.1.学习电位计的补偿原理，了解电位计的结构学习电位计的补偿原理，了解电位计的结构学习电位计的补偿原理，了解电位计的结构学习电位计的补偿原理，了解电位计的结构2.2.用电位计测量电池的电动势、内阻，测量毫安表用电位计测量电池的电动势、内阻，测量毫安表用电位计测量电池的电动势、内阻，测量毫安表用电位计测量电池的电动势、内阻，测量毫安表 的内阻的内阻的内阻的内阻1 1）用标准电池校准电位计用标准电池校准电位计用标准电池校准电位计用标准电池校准电位计【实验原理【实验原理【实验原理【实验原理】(是压降是压降是压降是压降率，率，率，率，即电阻丝每单位长度上的电即电阻丝每单位长度上的电即电阻丝每单位长度上的电即电阻丝每单位长度上的电压降；压降；压降；压降；是是是是电阻丝的补偿长度电阻丝的补偿长度电阻丝的补偿长度电阻丝的补偿长度 )第6页，本讲稿共12页2 2）各种测量）各种测量）各种测量）各种测量(a)(a)测量电池的电动势测量电池的电动势测量电池的电动势测量电池的电动势实验十三：电位计原理和应用实验十三：电位计原理和应用实验十三：电位计原理和应用实验十三：电位计原理和应用(b)(b)测量测量测量测量A,BA,B两点间的电压两点间的电压两点间的电压两点间的电压(d)(d)测量回路中的电流测量回路中的电流测量回路中的电流测量回路中的电流(c)(c)测量测量测量测量C,BC,B两点间的电压两点间的电压两点间的电压两点间的电压【实验原理【实验原理【实验原理【实验原理】第7页，本讲稿共12页2 2）各种测量）各种测量）各种测量）各种测量(e)(e)测量电池的内阻测量电池的内阻测量电池的内阻测量电池的内阻实验十三：电位计原理和应用实验十三：电位计原理和应用实验十三：电位计原理和应用实验十三：电位计原理和应用(f)(f)测量电流计的内阻测量电流计的内阻测量电流计的内阻测量电流计的内阻【实验原理【实验原理【实验原理【实验原理】第8页，本讲稿共12页【实验步骤【实验步骤【实验步骤【实验步骤】1 1）用标准电池校准电位差计，确定降压率）用标准电池校准电位差计，确定降压率）用标准电池校准电位差计，确定降压率）用标准电池校准电位差计，确定降压率 .3 3）测量测量测量测量A,BA,B两点间的电势差两点间的电势差两点间的电势差两点间的电势差 (即测定其补偿即测定其补偿即测定其补偿即测定其补偿 长度长度长度长度 )4 4）测量测量测量测量C,BC,B两点间的电势差两点间的电势差两点间的电势差两点间的电势差 (即测定其补偿即测定其补偿即测定其补偿即测定其补偿 长度长度长度长度 ).2 2）测量干电池电动势）测量干电池电动势）测量干电池电动势）测量干电池电动势 (即测定其补偿长度即测定其补偿长度即测定其补偿长度即测定其补偿长度 )第9页，本讲稿共12页表表表表1.1.校准电位差计的数据校准电位差计的数据校准电位差计的数据校准电位差计的数据123平均平均表表表表2.2.各种测量的数据各种测量的数据各种测量的数据各种测量的数据 4.4.数据记录与处理数据记录与处理数据记录与处理数据记录与处理1.01865.0930.2000第10页，本讲稿共12页【实验结果【实验结果【实验结果【实验结果】(要求代入数据写出中间计算步骤要求代入数据写出中间计算步骤要求代入数据写出中间计算步骤要求代入数据写出中间计算步骤)甲电池电动势甲电池电动势甲电池电动势甲电池电动势mAmA表满度电流表满度电流表满度电流表满度电流甲电池内阻甲电池内阻甲电池内阻甲电池内阻mAmA表内阻表内阻表内阻表内阻第11页，本讲稿共12页 mA表内阻 Rg=（UAB-UCB）/I=（LAB-LCB）R3/LCB数据表格及测量结果 LX（m)LAB（m）LCB（m）R3（）甲电池电动势 EX=LX=mA表满度电流 I=LCB/R3=甲电池内阻 r=(LX-LAB）R3/LCB=mA表内阻 Rg=（LAB-LCB）R3/LCB=EX的相对误差 EX/EX=/+LX/LX=ES/ES+LS/LS+LX/LX=（EX=0.0001 LS=LX=0.0005m)EX的绝对误差 EX=（EX/EX）EX测=EX的测量结果表达式 EX=EX测 E=mA表校准结果 I=I-Im=|I|/I=注：在补偿情况不明时，置保护电阻R2最大，待接近补偿时，置R2为零。第12页，本讲稿共12页
